Big Sky

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


XMM レジスタが使われている様です。printf がフォーマット %f や %d を見て取り出すべきレジスタに異なる値が入っているのだから起きて当たり前という訳でした。