Big Sky :: C言語の怖い話

追記: ほんとは怖くないよ！って話を追記してます。

夏だし怖い話しようぜ！

訳あって一部だけ C++ のコードです。


#include <stdio.h>

#include <iostream>



int

main() {

  char str[256];



  double a = 123.45;

  int b = 57;

  int c = 89;



  sprintf(str, "a=%f b=%d c=%d", a, b, c);

  std::cout << str << std::endl;



  sprintf(str, "a=%d b=%f c=%d", a, b, c);

  std::cout << str << std::endl;



  std::cout << "a=" << a << std::endl;

  std::cout << "b=" << b << std::endl;

  std::cout << "c=" << c << std::endl;



  return 0;

}

コンパイル時に警告は出るだろうけど、ちゃんと動くよね。


$ g++  -Wformat-nonliteral aaaa.cxx && ./a.out

aaaa.cxx: In function ‘int main()’:

aaaa.cxx:16:43: warning: format ‘%d’ expects argument of type ‘int’, but argument 3 has type ‘double’ [-Wformat]

aaaa.cxx:16:43: warning: format ‘%f’ expects argument of type ‘double’, but argument 4 has type ‘int’ [-Wformat]

a=123.450000 b=57 c=89

a=57 b=123.450000 c=89

a=123.45

b=57

c=89

きぇーーーーーーーーーーーーーーー！

~~C++ でなく C++ の場合だけ発生します。~~(Cでも発生しました)

ちなみに 32bit Windows だと gcc4.8, gcc4.9, clang3.4.2, VS2010, VS2012, VS2013 では


123.450000 57 89

-858993459 0.000000 89

こう出力されました。64bit Linux の gcc4.6.3, gcc4.9.1 だと上記の結果が出力されました。wandbox でもこんな結果になります。

だれか理由を教えて下さい...

追記

~~Cの呼び出し規約の varargs で、期待する型と与えられた型のサイズ違い(sizeof(double)-sizeof(int))で発生する様です。(参考)~~

さらに勘違い。64bit OS の場合は int と double で格納されるレジスタが違うらしく(XMMレジスタ)、その取り出し順序が期待と異なるのが原因らしいです。(yohhoyさんありがとうございます)

さらに 32bit Windows の場合は単に順番にstackに積むだけなのでa[31:0]をintと、b:a[63:32]をdoubleと見做して解釈する事で発生するらしいです。(kikairoyaさんありがとうございます)


#include <stdio.h>



int

main() {

  double a = 123.45;

  int b = 57;

  int c = 89;

  printf("%d %f %d\n", a, b, c);

}

このコードを Windows 32bit OS で -S 出力してみました。


    .file   "aaaa.c"

    .def    ___main;    .scl    2;  .type   32; .endef

    .section .rdata,"dr"

LC1:

    .ascii "%d %f %d\12\0"

    .text

    .globl  _main

    .def    _main;  .scl    2;  .type   32; .endef

_main:

    pushl   %ebp

    movl    %esp, %ebp

    andl    $-16, %esp

    subl    $48, %esp

    call    ___main

    fldl    LC0

    fstpl   40(%esp)

    movl    $57, 36(%esp)

    movl    $89, 32(%esp)

    movl    32(%esp), %eax

    movl    %eax, 16(%esp)

    movl    36(%esp), %eax

    movl    %eax, 12(%esp)

    fldl    40(%esp)

    fstpl   4(%esp)

    movl    $LC1, (%esp)

    call    _printf

    leave

    ret

    .section .rdata,"dr"

    .align 8

LC0:

    .long   -858993459

    .long   1079958732

    .ident  "GCC: (i686-posix-sjlj, built by strawberryperl.com project) 4.8.2"

    .def    _printf;    .scl    2;  .type   32; .endef

esp レジスタに 57 と 89 の順で格納され、処理順は異なりますが最後にはコードと同じ順に esp レジスタに格納されています。かたや Linux 64bit OS だと


  .file "aaaa.c"

  .section  .rodata

.LC1:

  .string "%d %f %d\n"

  .text

  .globl  main

  .type main, @function

main:

.LFB0:

  .cfi_startproc

  pushq %rbp

  .cfi_def_cfa_offset 16

  .cfi_offset 6, -16

  movq  %rsp, %rbp

  .cfi_def_cfa_register 6

  subq  $32, %rsp

  movabsq $4638387438405602509, %rax

  movq  %rax, -8(%rbp)

  movl  $57, -12(%rbp)

  movl  $89, -16(%rbp)

  movl  -16(%rbp), %edx

  movl  -12(%rbp), %ecx

  movq  -8(%rbp), %rax

  movl  %ecx, %esi

  movq  %rax, -24(%rbp)

  movsd -24(%rbp), %xmm0

  movl  $.LC1, %edi

  movl  $1, %eax

  call  printf

  leave

  .cfi_def_cfa 7, 8

  ret

  .cfi_endproc

.LFE0:

  .size main, .-main

  .ident  "GCC: (GNU) 4.9.1"

  .section  .note.GNU-stack,"",@progbits