Działanie kompilatora języka C

Question

Witam mam następujące pytanie: "Czy kompilator języka C może umieścić zmienną typu struct A pod adresem0x7ffc9e54cb12?".

Typ:

struct A {
    int8_t  a;
    int32_t b;
};
 

Dostałem takie pytanie na zajęciach, bardzo proszę o udzielenie na nie odpowiedzi? Ja niestety nie umiem.

Answer 1

Krótka odpowiedź na to pytanie brzmi: oczywiście że tak.

Oto dowód :)

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

struct A {
    int8_t a;
    int32_t b;
};

int main(void) {
    volatile struct A * const ptrA = (void *)0x7ffc9e54cb12;
    printf("Adres ptrA to: %p\n", (void *)ptrA);
    return 0;
}

Nieco bardziej rozbudowana (i dokładniejsza odpowiedź) to sięgnięcie do standardu i przeczytanie że próba dostępu do adresu który nie należy do procesu/programu, kończy się zachowaniem niezdefiniowanym.

A możliwe powody to np:

1. Brak tego adresu w pamięci platformy sprzętowej - platformy systemowe mogą mieć luki w adresowaniu. Przypadek zachodzi dla programowania bez systemu operacyjnego, bezpośrednio na sprzęcie.

2. Brak tego adresu w pamięci procesu - proces nie ma przydzielonej przestrzeni pamięci z tym adresem. Przypadek dla systemów z zarządzaniem pamięcią.

3. Adres jest w pamięci zachowującej się inaczej niż "zwykły RAM" - to mogą być przestrzenie atomowej zmiany bitów (np. ARM), przestrzenie I/O, jakieś inne peryferia...

4. Adres jest niewyrównany - platforma może nie adresować poprawnie adresów wyrównanych do nietypowych dla niej wartości. To może np. spowodować błąd platformy.

5. Adresowanie platformy jest nietypowe - przypadki zachodzą dla np. platform DSP.

6. Struktura danych ma nieprawidłowe wyrównanie - dostęp do pól może nie być realizowany z pożądanym offsetem. Tu prosty przykład dla x86:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

struct A {
    int8_t a;
    int32_t b;
};

int main(void) {
    struct A a;
    printf("Adresy składników struktury A:\n a = %p\n b = %p\n",
        (void *)&a.a, (void *)&a.b);
    printf("Wielkości pól struktury A:\n sizeof(a) = %zu\n sizeof(b) = %zu\n",
        sizeof(a.a), sizeof(a.b));
    printf("Wielkość struktury A:\n sizeof(struct A) = %zu\n", sizeof(struct A));
    return 0;
}

Wynik (u Ciebie mogą być inne adresy):

Adresy składników struktury A:
 a = 0x7ffe2c749b40
 b = 0x7ffe2c749b44
Wielkości pól struktury A:
 sizeof(a) = 1
 sizeof(b) = 4
Wielkość struktury A:
 sizeof(struct A) = 8

Jak popatrzysz uważnie, suma wielkości pól nie równa się wielkości struktury. Także adresy elementów struktury, różnią się od siebie "nie o ich wielkość".

7. Inne (egzotyczne) powody dla danej platformy - np. obecność rejestrów CPU pod danym adresem :)

Answer 2

Strzelam, że...

Hint: przeczytaj o wyrównaniu (alignment). Z tego już można bardzo łatwo wywnioskować, czy to jest dobry adres czy czy nie.

Comments

Dzięki, jestem zielony w tych niskopoziomowych sprawach i nie wiedziałem nawet, gdzie szukać odpowiedzi.