函数返回值

Question

每个函数调用都在堆栈上执行，该函数在函数退出后从堆栈内存中释放。

假设在函数foo()中，变量"return_value“声明为非静态(普通无符号int)。在函数foo()的末尾，此值作为

return return_value

应该从堆栈内存中释放此值。因此，接收此返回值的主函数如何获得foo()返回的正确值？

Answer 1

除了一个例外，当一个函数返回一个值时，该值将在机器的一个寄存器(或等效的)中返回。函数返回时，不再需要函数的本地存储(堆栈帧)来存储返回值；如果有必要，返回值将从局部变量复制到返回寄存器中。

例外情况是返回指针的函数。如果函数返回指针，如果指针值决定将点返回到本地(堆栈帧)数据，这是一个大问题，因为当函数返回时，该内存不再有效，因此返回的指针值是无用的。

示例：

函数返回一个简单的常量值：

int f1() {
    return 4;        /* constant value 4 copied to return register */
}

函数返回局部变量的值：

int f2() {
    int i = 5;
    return i;        /* value copied from i to return register */
}

函数返回指针：

int *f3() {
    int i = 5;
    return &i;       /* WRONG: returns pointer to local storage */
}

函数返回字符串：

char *f4() {
    char str[] = "Hello, world!";
    return str;      /* WRONG: returns pointer to local storage */
}

如果试图返回指向本地存储的指针(如f3()或f4()中的指针)，现代编译器将警告您。

实际上，当涉及返回结构值的函数时，还有另一个例外。结构可以任意大，因此结构返回值不一定适合机器的任何寄存器。但是C语言定义说，您可以从函数返回结构值，并让它正常工作，所以编译器必须为您做一些额外的工作，以确保有一些安全的地方可以将返回值传输回调用方。

例如，假设您编写

struct person {
    char firstname[100];
    char lastname[100];
};

struct person f5() {
    struct person ret;
    strcpy(ret.firstname, "Akshay");
    strcpy(ret.lastname, "Immanuel");
    return ret;
}

这看起来可能很危险(尤其是如果您还记得前面的示例f4()是如何不工作的)，但事实证明，它是完全可以的。

脚注。实际上，我的示例在另一种方式上是危险的，因为它在使用strcpy将字符串复制到firstname和lastname时不检查溢出。

假设您从其他地方调用此函数：

struct person x;
x = f();

这是怎么回事？这取决于编译器；不同的编译器以不同的方式完成它。一种方法是编译器本质上假装您编写函数的方式不同。它假装你写了

void f5(struct person *retp) {
    struct person ret;
    strcpy(ret.firstname, "Akshay");
    strcpy(ret.lastname, "Immanuel");
    *retp = ret;
}

然后当你叫它的时候，它假装你写了

struct person x;
f5(&x);

但关键是你不必这样写；编译器在你的背后为你做了所有的事情。

Answer 2

对于简单的小类型，如整数、浮点类型和指针，该值将在机器寄存器中返回。

对于结构等复杂类型，调用方保留堆栈上的空间，被调用方将结果存储在那里。由于调用方负责释放框架，因此在何时处理结果取决于调用方。

注意:即使是结构也可以在寄存器中返回，只要它适合。但是它依赖于平台和ABI规范。