C 编译成汇编时的 put() 和 printf() 有什么区别？

Question

这是我使用

puts()

的 C 程序：

#include <stdio.h>
int main(void){
  puts("testing");
}

使用

gcc -S -o sample.s sample.c

将其编译成Assembly后，这就是我得到的：

        .file   "sample.c"
        .section        .rodata
.LC0:
        .string "testing"
        .text
.globl main
        .type   main, @function
main:
        pushl   %ebp
        movl    %esp, %ebp
        andl    $-16, %esp
        subl    $16, %esp
        movl    $.LC0, (%esp)
        call    puts
        leave
        ret
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (GNU) 4.4.5 20110214 (Red Hat 4.4.5-6)"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

我以同样的方式重复了一遍，但这次我使用

printf()

而不是

puts()

，这就是我得到的：

    .file   "sample.c"
        .section        .rodata
.LC0:
        .string "testing"
        .text
.globl main
        .type   main, @function
main:
        pushl   %ebp
        movl    %esp, %ebp
        andl    $-16, %esp
        subl    $16, %esp
        movl    $.LC0, %eax        //this is the difference
        movl    %eax, (%esp)
        call    printf
        leave
        ret
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (GNU) 4.4.5 20110214 (Red Hat 4.4.5-6)"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

这是我不明白的地方：在

printf()

版本中，他们

mov $.LC0

到

%eax

，然后是

mov %eax

到

(%esp)

，但在

puts()

版本中，他们

mov %.LC0

直接到

(%esp) 

.
我不知道为什么。

Answer 1

在汇编级别，这两个函数之间的最大区别在于

puts()

函数仅采用一个参数（指向要显示的字符串的指针），而

printf()

函数将采用一个参数（指向要显示的字符串的指针）。格式字符串），然后是堆栈中任意数量的参数（

printf()

是一个可变参数函数）。

请注意，绝对不会检查参数的数量，它仅取决于在格式字符串中遇到字符

%

的次数。例如，这种特殊性用于格式字符串格式错误利用方法，以交互方式探索进程堆栈的内容。

所以，基本上，区别在于

puts()

只有一个参数，而

printf()

是一个可变参数函数。

如果你想更好地理解这个区别，请尝试编译：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("testing %d", 10);
}

Answer 2

（我发布此内容是为了回答帖子中提出的有关 arg-passing code-gen 的实际问题。关于

printf

和

puts

之间的差异，人们可能仅根据标题就想知道，而不是更一般的问题，如果这在他们的搜索中出现。）

---

没有任何原因，这只是错过了优化，并且您在禁用优化的情况下编译（默认为

-O0

，编译快但不好），所以GCC甚至没有尝试。 只是 GCC 内部的一个怪癖。

此外，我无法使用 GCC 4.4.7 或我尝试过的任何其他版本重现

mov

-to-EAX https://godbolt.org/z/d511GWs59，无论有或没有

-maccumulate-outgoing-args

来制作较新的 GCC 仍然为参数保留空间并使用

mov

存储它们，而不是使用

push

。 （这是默认设置，但在 Pentium M 和更新版本变得普遍后发生了变化，因为它们有一个“堆栈引擎”，可以使推送/弹出单微操作。）
因此，这个错过的优化显然已在 Red Hat 4.4.5 和主线 4.4.7 之间修复了

int printf(const char*, ...)

是可变参数，因此它在 GCC 程序逻辑的内部表示（GIMPLE 然后 RTL）中的表示方式可能与调用具有固定数量参数的函数不同？

此外，如果要打印的文本是编译时常量并以换行符结尾（

printf

隐式附加，与

puts

不同，GCC 会尝试将

puts

优化为

fputs

。）GCC 甚至会这样做

-O0

，与其他编译器不同，除非您使用

-fno-builtin-printf

。 因此这可能会影响 GCC 内部的表示方式。