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时间：2018-04-11
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1、C语言printf（）函数深入分析 说起编程语言，C语言大家再熟悉不过。说起最简单的代码，Helloworld更是众所周知。一条简单的printf语句便可以完成这个简单的功能，可是printf背后到底做了什么事情呢？可能很多人不曾在意，也或许你比我还要好奇！那我们就聊聊printf背后的故事。一、printf的代码在哪里？显然，Helloworld的源代码需要经过编译器编译，操作系统的加载才能正确执行。而编译器包含预编译、编译、汇编和链接四个步骤。#includeintmain(){ printf("HelloWorld!
2、"); return0;}首先，预编译器处理源代码中的宏，比如#include。预编译结束后，我们发现printf函数的声明。$/usr/lib/gcc/i686-linux-gnu/4.7/cc1-E-quiet main.c-omain.i#1"main.c"#1"<命令行>"#1"main.c"...externintprintf(constchar*__restrict__format,...);...intmain(){ printf("HelloWorld！"); return0;}然后编译器将高级语言程序转化为汇编代码。$/u
3、sr/lib/gcc/i686-linux-gnu/4.7/cc1-fpreprocessed-quiet main.i-omain.s .file "main.c" .section .rodata.LC0: .string "HelloWorld!" .text .globl main .type main,@functionmain: pushl %ebp movl %esp, %ebp andl $-16, %esp subl $16,
4、 %esp movl $.LC0,(%esp) call puts movl $0, %eax leave ret .size main,.-main...我们发现printf函数调用被转化为callputs指令，而不是callprintf指令，这好像有点出乎意料。不过不用担心，这是编译器对printf的一种优化。实践证明，对于printf的参数如果是以''结束的纯字符串，printf会被优化为puts函数，而字符串的结尾''符号被消除。除此之外，都会正常生成callpri
5、ntf指令。如果我们仍希望通过printf调用"HelloWorld!"的话，只需要按照如下方式修改即可。不过这样做就不能在printf调用结束后立即看到打印字符串了，因为puts函数可以立即刷新输出缓冲区。我们仍然使用puts作为例子继续阐述。 .section .rodata.LC0: .string "helloworld!" ... call printf...接下来，汇编器开始工作。将汇编文件转化为我们不能直接阅读的二进制格式——可重定位目标文件，这里我们需要gcc工具包的objdump命令查看它的
6、二进制信息。可是我们发现callputs指令里保存了无效的符号地址。$as-omain.omain.s$objdump–dmain.omain.o： 文件格式elf32-i386Disassemblyofsection.text:00000000: 0: 55 push %ebp 1: 89e5 mov %esp,%ebp 3: 83e4f0 and $0xfffffff0,%esp 6: 83ec10
7、 sub $0x10,%esp 9: c7042400000000 movl $0x0,(%esp) 10: e8fcffffff call 11 15: b800000000 mov $0x0,%eax 1a: c9 leave 1b: c3 ret而链接器最终会将puts的符号地址修正。由于链接方式分为静态链接和动态链接两种，虽然链接方式不同，但是不影响最终代码对库函数的调用。我们这里关注printf函数背后的
8、原理，因此使用更易说明问题的静态链接的方式阐述。$/usr/lib/gcc/i686-linux-gnu/4.7/coll
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