如何根据近指针确定远指针的大小？

Question

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main (void) {

    int ar[3][4] = {{1,2,3,4},{5,6,7,8},{8,10,11,12}};
    printf("sizeof(ar)=%lu;sizeof(*ar)=%lu;sizeof(*ar + 0)=%lu;sizeof(*(*ar + 0))=%lu;valueof(*(*ar + 0)) = %d\n",
        sizeof(ar), sizeof(*ar), sizeof(*ar + 0), sizeof(*(*ar + 0)), *(*ar + 0));

    printf("\n\nsizeof(&ar)=%lu;sizeof(&(*ar))=%lu\n", sizeof(&ar), sizeof(&(*ar)));

    printf("\nsizeof(int)=%lu\n",sizeof(int));

    return 0;
}

输出：

    sizeof(ar)=48;
    sizeof(*ar)=16;
    sizeof(*ar + 0)=8;
    sizeof(*(*ar + 0))=4;
    valueof(*(*ar + 0)) = 1


    sizeof(&ar)=8;
sizeof(&(*ar))=8

    sizeof(int)=4

我可以假设（据此），所有地址都是 8 个字节长。但这仅适用于近指针（或偏移指针）。但是，如果我要使用的指针位于内存的另一个段中怎么办？在这种情况下，根据英特尔文档，远指针是 8 个字节的偏移量和 2 个字节的段数。也就是说，远指针大小应该是10 字节。但是没有 c 程序曾经打印过我。那么如何确定远指针和近指针呢？

Answer 1

大多数现代操作系统使用flat memory model 而不是segmented memory model。这意味着所有指针都足够大，可以指向一个进程的整个virtual address space。出于这个原因，远指针不再是必需的，而且现在非常少见。

这曾经是不同的。 30 年前，常见的消费类硬件是 16 位的，这意味着远指针由 16 位段指针和 16 位偏移指针组成。这样，理论上 16 位系统可以寻址高达 4 GB 的内存（通常需要 32 位指针）。

既然您提到了您的英特尔处理器的文档，我将进一步说明 x86/x64 架构的当前状态：

在 64 位“长”模式下，段寄存器 CS、DS、ES 和 SS 被强制为 0，因此无法进行分段。只有 FS 和 GS 段寄存器仍可用于分段内存访问（即作为远指针的一部分）。但是，在 Windows 和 Linux 下，这些段寄存器对普通应用程序程序员都是不可用的。它们仅由操作系统内部使用。更多信息请参见this link。

这实际上意味着，除非您想为实际的操作系统（或者可能是内核模式驱动程序）编写代码，否则您永远不必担心远指针。有可能你的编译器甚至没有实现它们。

Answer 2

首先您需要了解，对于任何指针或数组ar 和索引i，表达式ar[i] 完全等于*(ar + i)。

有了这些知识，很容易看到您正在打印的内容：

• sizeof(ar)这是整个数组ar的大小，也就是3 * 4元素，每个元素都是一个int。如果sizeof(int) == 4（32 位，现在很常见）那么你有3 * 4 * 4，即48 字节。

• sizeof(*ar) 是 sizeof(ar[0])，它是 4 int 元素数组的大小。所以大小是4 * 4，也就是16字节。

• sizeof(*ar + 0) 即sizeof(ar[0] + 0)。这里ar[0] 将衰减为指向它的第一个元素的指针，向其添加零，结果是一个指针，在您的系统上似乎是8 字节，表示64 位系统。

• sizeof(*(*ar + 0)) 是 sizeof(*(ar[0] + 0)) 这是 sizeof(ar[0][0]) 这是一个单一的元素。在您的系统上，int 的值是 4 字节。