C内存地址和值

Question

我有一个问题，我似乎无法弄明白。 我希望有人能够彻底向我解释。 我觉得这很简单......

问题如下：

以下变量如何进入连续的内存地址及其值？

int8_t a = 0x65;
char b = 'k';
uint16_t c = 22222;

例如，

int8_t esim = 9;

将被存储为

0000:00001001

任何人？

Answer 1

我有一个问题，我似乎无法弄明白。 我希望有人能够彻底向我解释。 我认为这是非常基础的。

在这里你出错了。 这是非常基本的，但并不像你想象的那样

• 不同的变量不需要存储在内存中的连续位置。 （或者最后一颗子弹说，根本不存储在内存中）

• 多字节值中的单个字节的存储是实现定义的 - 检查编译器手册。 然而，现在大多数个人计算处理器都使用little-endian 2补码作为整数。

• 即使他们是由编译器组织在内存中出现，正是因为他们的声明相同的顺序，每个数据类型都需要实现特定的排列，因此在它是此对齐的倍数的地址只启动

• 最后，不需要任何变量或内存分配，编译器只需要生成一个程序， 就好像有这样的变量一样。

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不过，我们当然可以说一下您的计划。 如果摘录

#include <stdint.h>

int8_t a = 0x65;
char b = 'k';
uint16_t c = 22222;

编译并将变量放在内存中

• a将为8位，值为0b01100101
• c将为16位并作为2个字节存储在存储器中 - 0b11001110和0b01010110在增加的存储器地址（little-endian，通常），或相同的2个字节反转： 0b01010110和0b11001110 （big-endian）。
• 至于b ， 如果 执行字符集是ASCII兼容的，因为int8_t存在，那么char也必须是8位宽，然后它的值将被存储为0b01101011 （即107， k的ASCII码）。

另外，大多数情况下uint16_t对象的对齐要求是2; 如果是这种情况，它必须从偶数地址开始。

这种推论是唯一可能的，因为int8_t和uint16_t 不能有填充位 ，因此通过它们我们可以推断出最小可寻址单元（ char ）的宽度也必须是8位。 并且uint16_t只有2个字节，因此它只能有两个字节序选择。

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很容易测试GCC如何组织全局变量 。 考虑具有源代码的模块

#include <stdint.h>
int8_t a = 0x65;
char b = 'k';
uint16_t c = 22222;

我们可以将它编译成目标文件：

% gcc -c layouttest.c -o layouttest.o

然后使用nm列出符号及其地址：

% nm layouttest.o            
0000000000000000 D a
0000000000000001 D b
0000000000000002 D c

这似乎是Jabberwocky的答案所期望的。 如果我们现在使用-O3编译，结果可能会有所不同：

% gcc -c layouttest.c -o layouttest.o -O3; nm layouttest.o
0000000000000003 D a
0000000000000002 D b
0000000000000000 D c

即变量被重新组织，底部是c 。

Answer 2

Antti Haapala答案的补充：

虽然完全取决于编译器如何以及在何处存储变量，但连续声明的变量的内存布局通常与声明顺序的顺序相同，尤其是在非优化代码中。

所以变量声明如下：

int8_t a = 0x65;
char b = 'k';
uint16_t c = 22222;

可以像这样存储：

Address  Content in binary
--------------------------
0000:    01010101  (0x64)
0001:    01101011  ('k' = 107, ASCII code of k)
0002:    11001110  (low bits of 22222)
0003:    01010110  (high bits of 22222)

其中Address是相对地址，带有对变量a的内存地址的repsect。

再一次：不要认为这是您平台上必然的情况。