背景
最近準備
一個教程，案例的過程中準備了如下代碼碎片，示範解析
http scheme
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
char *parse_scheme(const char *url)
{
char *p = strstr(url,"://");
return strndup(url,p-url);
}
int main()
{
const char *url = "http://static.mengkang.net/upload/image/2019/0907/1567834464450406.png";
char *scheme = parse_scheme(url);
printf("%s\n",scheme);
free(scheme);
return 0;
} 上面是通過
strndup
的方式，背後也依托了
malloc
，是以最後也需要
free
。
有人在微信群私信
parse_scheme
能用
char []
來做傳回值嗎？我們知道棧上的數組也能用來存儲字元串，那我們可以改寫成下面這樣嗎？
char *parse_scheme(const char *url)
{
char *p = strstr(url,"://");
long l = p - url + 1;
char scheme[l];
strncpy(scheme, url, l-1);
return scheme;
} 大多數人都知道不能這樣寫，因為傳回的是棧上的位址，當從該函數傳回之後，那段棧空間的操作權也釋放了，當再次使用該位址的時候，值就是不确定的了。
那我們今天就一起探讨下出現這樣情況的背後的真正原理。
基礎預備
每個函數運作的時候因為需要記憶體來存放函數參數以及局部變量等，需要給每個函數配置設定一段連續的記憶體，這段記憶體就叫做函數的棧幀（Stack Frame）。
因為是一塊連續的記憶體位址，是以叫幀；為什麼叫要加一個
棧
呢？
想必大家都熟悉了函數調用棧，為什麼叫函數調用棧呢？比如下面的表達式
array_values(explode(",",file_get_contents(...))); 函數的執行順序是最内層的函數最先執行，然後依次傳回執行外層的函數。是以函數的執行就是利用了棧的資料結構，是以就叫棧幀。
x86_64 cpu上的
rbp
寄存器存函數棧底位址，
rsp
寄存器存函數棧頂位址。
實驗
#include <stdio.h>
void foo(void)
{
int i;
printf("%d\n", i);
i = 666;
}
int main(void)
{
foo();
foo();
return 0;
} $gcc -g 2.c
$./a.out
0
666
為什麼第二次調用
foo
函數輸出的結果都是上次函數調用的指派呢？先看下反彙編之後的代碼
000000000040052d <foo>:
#include <stdio.h>
void foo(void)
{
40052d: 55 push %rbp
40052e: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
400531: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp
int i;
printf("%d\n", i);
400535: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax
400538: 89 c6 mov %eax,%esi
40053a: bf 00 06 40 00 mov $0x400600,%edi
40053f: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400544: e8 c7 fe ff ff callq 400410 <printf@plt>
i = 666;
400549: c7 45 fc 9a 02 00 00 movl $0x29a,-0x4(%rbp)
}
400550: c9 leaveq
400551: c3 retq
0000000000400552 <main>:
int main(void)
{
400552: 55 push %rbp
400553: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
foo();
400556: e8 d2 ff ff ff callq 40052d <foo>
foo();
40055b: e8 cd ff ff ff callq 40052d <foo>
return 0;
400560: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
}
400565: 5d pop %rbp
400566: c3 retq
400567: 66 0f 1f 84 00 00 00 nopw 0x0(%rax,%rax,1)
40056e: 00 00 理論分析
第一次進入
foo
函數前後
在進入
foo
函數之前，因為
main
裡沒有參數也沒有局部變量，是以，main 的棧幀的長度就是0，
rbp
和
rsp
相等（
0x7fffffffe2c0
）。當執行
callq 40052d <foo> 會把
main
函數的在調用
foo
之後需要傳回執行的下一行代碼的位址壓棧，因為是64位機器，位址8位元組。
進入
foo
之後
push %rbp 把
rbp
的值壓棧，因為也是存的位址，是以又占了8位元組，是以當初始化
foo
函數的
rbp
的時候
mov %rsp,%rbp rsp
已經在原來的基礎上加了
16
位元組，是以從
0x7fffffffe2c0
變成了
0x7fffffffe2b0
sub $0x10,%rsp 因為
foo
函數裡面局部變量，編譯的時候就預留了
16
位元組，是以
rsp
變為了
0x7fffffffe2a0
最後執行了
movl $0x29a,-0x4(%rbp) 将
666
放在了
0x7fffffffe2ac
，當第二次調用的時候，列印
i
的彙編代碼如下
printf("%d\n", i);
400535: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax
400538: 89 c6 mov %eax,%esi
40053a: bf 00 06 40 00 mov $0x400600,%edi
40053f: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400544: e8 c7 fe ff ff callq 400410 <printf@plt> 第二次進入
foo
因為上次
-0x4(%rbp)
存了
666
，而第二次調用
foo
的
rbp
的值又和第一次一樣，是以是一個位址。是以
666
就被列印出來了。
回到主題
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
char *parse_scheme(const char *url)
{
char *p = strstr(url,"://");
long l = p - url + 1;
char scheme[l];
strncpy(scheme, url, l-1);
printf("%s\n",scheme);
return scheme;
}
int main()
{
const char *url = "http://static.mengkang.net/upload/image/2019/0907/1567834464450406.png";
char *scheme = parse_scheme(url);
printf("%s\n",scheme);
return 0;
} 調試資訊如下，當從
parse_scheme
傳回時，列印
scheme
的結果還是
http
，但是當我們調用
printf
之後，和上面樣例中一樣，
parse_scheme
出棧，
printf
入棧，則棧上記憶體就又替換了，是以列印出來的結果則不一定是
http
了。