从输入参数声明自动变量的数组大小

Question

我一直在运行 gcc 4.3.3 的 Ubuntu 9.04 系统上使用堆栈，并将 randomize_va_space 内核变量设置为 0(/proc/sys/kernel/randomize_va_space)

如果我在一个函数中声明一个自动变量，该函数是一个数组，其大小由输入决定，那么该数组是如何在堆栈上分配的？

函数看起来像这样 -

int fun(int i) {
    char a[i];
    char *ptr;

    printf("a - %p ptr - %p\n", a, &ptr);
    printf("Difference - %ld\n", ((unsigned long)&ptr - (unsigned long)a);
    printf("sizeof(a) - %d\n\n", sizeof(a));
}

sizeof 运算符在传递数组 a 时返回预期大小（甚至是 -1）所以我想知道为什么数组在堆栈上占用这么多空间，其次为什么 sizeof() 返回 -1？

输出看起来像这样 -

a - 0xbffff4c0 ptr - 0xbffff4fc
Difference - 60
sizeof(a) - -1

a - 0xbffff4c0 ptr - 0xbffff4fc
Difference - 60
sizeof(a) - 0

a - 0xbffff4c0 ptr - 0xbffff4fc
Difference - 60
sizeof(a) - 1

a - 0xbffff4b0 ptr - 0xbffff4fc
Difference - 76
sizeof(a) - 2

a - 0xbffff4b0 ptr - 0xbffff4fc
Difference - 76
sizeof(a) - 3

a - 0xbffff4b0 ptr - 0xbffff4fc
Difference - 76
sizeof(a) - 4

Answer 1

可变长度自动数组在 C99 中被引入到 C 中。

数组是通过数组大小调整堆栈指针来分配的，就像一个普通的自动变量一样——唯一的区别是堆栈指针调整的大小和a与帧指针的偏移量不是常量可以在编译时计算 - 它们必须在运行时计算。

同样，sizeof 在可变长度数组上正常工作，当它应用于这样的数组时，它也无法在编译时计算。输入范围时必须记住a分配的大小。

正是这种管理信息——可变长度自动数组的数量、大小和偏移量——被保存在堆栈中a 和ptr 之间的额外空间中。那里可能还有一个额外的保存帧指针 - 你真的必须深入研究源代码才能让你的编译器找到。

哦，您从sizeof 看到-1 的原因是您使用%d 说明符错误地打印了它 - 使用%zu 表示size_t。

Answer 2

支持 C99 变量数组语义的编译器应该编译它（尽管我对 var 数组并没有太多经验）。

对于每个迭代，i 的值是多少？这将有助于解释为什么 aizeof() 在某些情况下会返回 -1。

根据这个页面：

• http://gcc.gnu.org/c99status.html

可变长度数组在主线 GCC 中工作，但根据：

• http://gcc.gnu.org/gcc-4.3/c99status.html

它们在 GCC 4.3 中被破坏。这可能解释了您在使用 sizeof() 时遇到的问题。

Answer 3

我很惊讶这个编译。除非编译器知道要分配多少，否则编译器无法在编译时在堆栈上分配内存。当您使用“new”或“malloc”进行分配时，内存是在堆外分配的。这是我编译时得到的：

alloc.c(2)：错误 C2057：预期的常量表达式
alloc.c(2) : 错误 C2466: 无法分配常量大小为 0 的数组
alloc.c(2) : 错误 C2133: 'a' : 未知大小
alloc.c(7) : 警告 C4034: sizeof 返回 0

我认为剩下的问题没有实际意义。