C內存地址和值

Question

我有一個問題，我似乎無法弄明白。 我希望有人能夠徹底向我解釋。 我覺得這很簡單......

問題如下：

以下變量如何進入連續的內存地址及其值？

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

例如，

int8_t esim = 9;

將被存儲為

0000:00001001

任何人？

Answer 1

我有一個問題，我似乎無法弄明白。 我希望有人能夠徹底向我解釋。 我認為這是非常基礎的。

在這里你出錯了。 這是非常基本的，但並不像你想象的那樣

• 不同的變量不需要存儲在內存中的連續位置。 （或者最后一顆子彈說，根本不存儲在內存中）

• 多字節值中的單個字節的存儲是實現定義的 - 檢查編譯器手冊。 然而，現在大多數個人計算處理器都使用little-endian 2補碼作為整數。

• 即使他們是由編譯器組織在內存中出現，正是因為他們的聲明相同的順序，每個數據類型都需要實現特定的排列，因此在它是此對齊的倍數的地址只啟動

• 最后，不需要任何變量或內存分配，編譯器只需要生成一個程序， 就好像有這樣的變量一樣。

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不過，我們當然可以說一下您的計划。 如果摘錄

#include <stdint.h>

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

編譯並將變量放在內存中

• a將為8位，值為0b01100101
• c將為16位並作為2個字節存儲在存儲器中 - 0b11001110和0b01010110在增加的存儲器地址（little-endian，通常），或相同的2個字節反轉： 0b01010110和0b11001110 （big-endian）。
• 至於b ， 如果 執行字符集是ASCII兼容的，因為int8_t存在，那么char也必須是8位寬，然后它的值將被存儲為0b01101011 （即107， k的ASCII碼）。

另外，大多數情況下uint16_t對象的對齊要求是2; 如果是這種情況，它必須從偶數地址開始。

這種推論是唯一可能的，因為int8_t和uint16_t 不能有填充位 ，因此通過它們我們可以推斷出最小可尋址單元（ char ）的寬度也必須是8位。 並且uint16_t只有2個字節，因此它只能有兩個字節序選擇。

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很容易測試GCC如何組織全局變量 。 考慮具有源代碼的模塊

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

我們可以將它編譯成目標文件：

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

然后使用nm列出符號及其地址：

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

這似乎是Jabberwocky的答案所期望的。 如果我們現在使用-O3編譯，結果可能會有所不同：

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

即變量被重新組織，底部是c 。

Answer 2

Antti Haapala答案的補充：

雖然完全取決於編譯器如何以及在何處存儲變量，但連續聲明的變量的內存布局通常與聲明順序的順序相同，尤其是在非優化代碼中。

所以變量聲明如下：

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

可以像這樣存儲：

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是相對地址，帶有對變量a的內存地址的repsect。

再一次：不要認為這是您平台上必然的情況。