Question

最近我在 C 中了解了隐式函数声明。主要观点很明确，但在这种情况下我对理解联系过程有一些麻烦。

考虑以下代码（文件 a.c ）：

#include <stdio.h>

int main() {
    double someValue = f();
    printf("%f\n", someValue);
    return 0;
}

如果我尝试编译它：

gcc -c a.c -std=c99

我看到有关隐式声明函数f()的警告。

如果我尝试编译和链接：

gcc a.c -std=c99

我有一个未定义的引用错误。所以一切都很好。

然后我添加另一个文件（文件 b.c ）：

double f(double x) {
    return x;
}

然后调用下一个命令：

gcc a.c b.c -std=c99

令人惊讶的是，一切都已成功链接。当然，在 ./ a.out 调用之后，我看到了一个垃圾输出。

所以，我的问题是：如何链接隐式声明函数的程序？在编译器/链接器的引擎下我的例子会发生什么？

我在this，this和this one上阅读了很多关于搜索引擎优化的主题，但仍有问题。

Answer 1

首先，从C99开始，从标准中删除了函数的隐式声明。编译器可能支持编译遗留代码，但这并不是强制性的。引用标准前言，

删除隐式函数声明

据说C11，章节§6.5.2.2

如果使用不包含原型的类型定义函数，并且类型为促销后的参数与之后的参数不兼容促销，行为未定义。

所以，在你的情况下，

只是为了添加更多的引用，如果你试图在调用之后在相同的编译单元中定义函数，你会得到一个编译错误，因为不匹配的签名。

但是，您的函数是在单独的编译单元中定义的（并且缺少原型声明），编译器无法检查签名。编译之后，链接器获取目标文件，并且由于链接器中没有任何类型检查（并且目标文件中也没有信息），请愉快地链接它们。最后，它将以成功的编译结束并链接和 UB。

Answer 2

以下是发生的事情。

如果没有f()的声明，编译器会假定像int f(void)这样的隐式声明。然后愉快地编译a.c。
编译b.c时，编译器没有f()的任何先前声明，因此它可以从f()的定义中看出来。通常，您会在头文件中添加一些f()声明，并将其包含在a.c和b.c中。因为两个文件都会看到相同的声明，所以编译器可以强制执行一致性。它会抱怨与声明不符的实体。但在这种情况下，没有共同的原型可供参考。
在C中，编译器不会在目标文件中存储有关原型的任何信息，并且链接器不会执行任何一致性检查（它不能）。它看到的只是f中未解析的符号a.c和f中定义的符号b.c。它很乐意解析符号，并完成链接。
事情在运行时发生故障，因为编译器根据它在那里假设的原型在a.c中设置调用。这与b.c中的定义不匹配。 f()（来自b.c）将从堆栈中获取垃圾参数，并将其作为double返回，在int返回时将被解释为a.c

Answer 3

如何链接具有隐式声明函数的程序？在编译器/链接器的引擎下我的例子会发生什么？

自C99起，隐式int 规则已被C标准取缔。因此，具有隐式函数声明的程序不是有效。

自C99起无效。在此之前，如果可见原型不可用，则编译器会隐式声明具有int返回类型的原型。

令人惊讶的是，一切都已成功链接。当然之后 ./a.out调用我看到垃圾输出。

由于您没有原型，编译器会隐式声明int类型为f()的类型。但f()的实际定义会返回double。这两种类型不兼容，这是undefined behaviour。

即使在C89 / C90中，隐式int规则有效也是未定义的，因为隐式原型与实际类型f()返回不兼容。因此，在所有C标准中，此示例（a.c和b.c）未定义。

具有隐式函数声明不再有用或有效。因此，编译器/链接器处理方式的实际细节仅具有历史意义。它可以追溯到K＆amp; R C的预标准时间，它没有函数原型，默认情况下函数返回int。在C89 / C90标准中将功能原型添加到C中。最重要的是，必须为有效C程序中的所有函数提供原型（或在使用前定义函数）。

Answer 4

编译后，所有类型信息都会丢失（可能在调试信息中除外，但链接器不会注意这一点）。唯一剩下的就是“在地址0xdeadbeef处有一个名为”f“的符号。

标题的要点是告诉C关于符号的类型，包括对于函数，它需要什么参数以及它返回什么。如果你将真实的那些与你声明的那些（显式或隐式）不匹配，则会得到未定义的行为。