昨天在跟Fiona讨论printf导致程序Crash的问题，就花了点时间看看究竟什么情况下会这样，有兴趣的童鞋可以看看:)
只要是玩过C或者C++的童鞋们，对printf肯定是再熟悉不过了。下面有几个方法，你知道每个方法输出是什么吗？
void Test1() { printf("hello %d"); } void Test2() { printf("hello %s"); } void Test3() { int a = 0; printf("hello %s"); }
可以肯定的是，上面三个方法都是错误的写法，但我们在跑这三个方法的时候，程序一定会crash吗？
为了回答这个问题，我们首先需要搞清楚printf这个函数本身是怎么玩的？
（注：以下代码都是由VC编译器编译并运行，结论只限于该编译器，编译选项是：Release模式下，关掉代码优化）
1. __cdecl
所谓__cdecl，C语言默认的调用协定，就是说是由调用者来回收栈空间，参数是从右到左压入栈。（很清楚调用协定相关的童鞋，可以直接pass）
举个列子来说明：
int __cdecl my_cdecl(int a, int b, int c) { return a + b + c; } int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { my_cdecl(123, 456, 789); return 0; }
main函数对应的汇编代码：
PrintfTest!wmain: 010f1010 55 push ebp ;ebp入栈 010f1011 8bec mov ebp,esp ;更新ebp 010f1013 6815030000 push 315h ;789入栈 010f1018 68c8010000 push 1C8h ;456入栈 010f101d 6a7b push 7Bh ;123入栈 010f101f e8dcffffff call PrintfTest!my_cdecl (010f1000) ;调用my_cdecl函数 010f1024 83c40c add esp,0Ch ;回收栈空间，3*4 = 0Ch 010f1027 33c0 xor eax,eax 010f1029 5d pop ebp 010f102a c3 ret
上面的汇编代码验证了参数从右到左压栈——先压789,然后是456,最后是123；
以及main函数负责回收栈空间——add esp, 0Ch，3个int大小正好是12，在调用完my_cdecl函数后，将栈顶指针esp加12，保持了栈平衡。
2. printf
int __cdecl printf ( const char *format, ... );
以上是printf函数的声明，printf含有一个可变参数，即参数的个数是可变的。其实，正是因为__cdecl的调用者来回收栈空间的特性，才能实现可变参数的调用。因为只有调用者才知道传了多少个参数进去，才能正确回收栈空间。
_stdcall这种由被调用者来回收栈空间的就玩不了可变参数了。
一个正确的printf的例子
void Test() { int a = 2014; char* sz = "hello QQ"; printf("%s %d", sz, a); }
很容易就知道输出：hello QQ 2014
我们看一下printf怎么玩的：
0:000> u PrintfTest!Test L10 PrintfTest!Test [d:\work\test\printftest\printftest\printftest.cpp @ 7]: 013b1000 55 push ebp 013b1001 8bec mov ebp,esp ;-------------------------------------------------------- ;这段代码是给局部变量a,sz赋值 013b1003 83ec08 sub esp,8 013b1006 c745fcde070000 mov dword ptr [ebp-4],7DEh 013b100d c745f8f4203b01 mov dword ptr [ebp-8],offset PrintfTest!GS_ExceptionPointers+0x8 (013b20f4) 013b1014 8b45fc mov eax,dword ptr [ebp-4] 013b1017 50 push eax 013b1018 8b4df8 mov ecx,dword ptr [ebp-8] 013b101b 51 push ecx ;--------------------------------------------------------- 013b101c 6800213b01 push offset PrintfTest!GS_ExceptionPointers+0x14 (013b2100) ;"%s %d"入栈 013b1021 ff15a0203b01 call dword ptr [PrintfTest!_imp__printf (013b20a0)] ;调用printf 013b1027 83c40c add esp,0Ch ;回收栈空间，三个参数，12个字节 013b102a 8be5 mov esp,ebp 013b102c 5d pop ebp 013b102d c3 ret 013b102e cc int 3
当代码在调用printf之前，程序内存中当前线程栈的状态是怎样的？
我们可以得出结论：printf首先从栈顶取出格式化字符串并解析，根据其中%的个数(%%除外)从栈顶（除了格式化字符串）依次从上往下取参数用来显示。
因为printf在并不知道传入的参数到底有多少个，也就没有办法判定传入的参数个数或者类型是否匹配格式化字符串，它只能从栈顶（除了格式化字符串）依次往下取，不管这个值是不是传入的参数。
所以，如果参数个数或者类型不匹配格式化字符串的时候，运行结果就完全依赖于当前栈的状态。
3. Test1
回到题目开头的Test1的例子：
0:000> u printftest!test1 PrintfTest!Test1 [d:\dev\test\printftest\printftest\printftest.cpp @ 8]: 001a1000 55 push ebp ;ebp入栈 001a1001 8bec mov ebp,esp 001a1003 6800211a00 push offset PrintfTest!GS_ExceptionPointers+0x8 (001a2100) ;格式化字符串"hello %d"入栈 001a1008 ff1590201a00 call dword ptr [PrintfTest!_imp__printf (001a2090)] ;调用printf 001a100e 83c404 add esp,4 001a1011 5d pop ebp 001a1012 c3 ret 001a1013 cc int 3
因为printf只传入了格式化字符串一个参数，在这之前压栈的是ebp，所以此时%d对应的参数就是压入的ebp的值，此时线程栈状态。
输出结果：
4. Test2
void Test2() { // 类似Test1，因为栈顶对应%s的值是指向的是栈上的一个合法地址，所以会打出乱码，但程序不会crash printf("hello %s"); }
输出结果：
5. Test3
void Test3() { // 对应%s的正好是变量a的值，即相当于传了一个空指针给%s, printf对空指针有处理，打印结果为"hello <null>" int a = 0; printf("hello %s"); }
输出结果：
6. 怎样让程序Crash
上面三个例子程序都没有crash，难道说printf怎么玩都OK？？当然不是，要玩死printf，只需要给一个非法地址给%s就行。
void Test4() { // 对应%s的正好是变量a的值，内存地址0x1是个非法地址，程序会crash int a = 1; printf("hello %s"); }
PS
有几个问题，有兴趣的同学可以一起讨论一下
- 上面的代码都是在VC编译器上，release，优化关闭的情况下跑的，如果是debug模式呢，或者是release优化开启？跑出来结果会一样吗，为什么？
- 在其他编译器上比如g++，Clang上跑，情况是怎样？
