为何argc与argv在main函数外仍能正常工作？

我意外发现argc和argv在main函数外的函数里也能正常输出命令行参数，以下是复现代码（使用GCC编译）：

main.c

#include <stdio.h>

int test(void);

int main(void)
{
    test();
}

test.c

#include <stdio.h>

int test(int argc, char **argv)
{
    printf("argc = %i\n", argc);
    printf("args:\n");
    for (int i = 0; i < argc; i++)
    {
        printf("- %s\n", argv[i]);
    }
    printf("test called\n");
    return 0;
}

这本质是未定义行为，只是在GCC的x86/x86_64调用约定下碰巧“正常工作”了，并非标准C允许的行为。

具体原因：

• 在x86_64 System V调用约定（GCC在Linux、macOS等系统默认使用的规则）中，函数的前几个参数通过寄存器传递：rdi存储第一个参数，rsi存储第二个参数。
• main函数启动时，操作系统会把argc放入rdi寄存器，argv放入rsi寄存器。
• 调用test()时没有传递任何参数，这些寄存器的值刚好保留了main启动时的初始值，因此test函数读取rdi和rsi时，就拿到了argc和argv的值。

但这完全是巧合，不具备通用性：

• 如果在调用test()之前调用了其他函数，那些函数可能会修改rdi/rsi寄存器，test就会拿到错误的值。
• 换用其他调用约定（比如Windows下的MSVC调用约定）或编译器（比如Clang在特定优化级别下），这个现象大概率会消失，甚至程序会崩溃。
• 标准C明确规定，调用函数时参数的数量和类型必须与声明匹配，否则属于未定义行为，编译器可以做出任何处理，包括看似“正常工作”的情况。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者t2a