指向C中特定地址的指针答案

【问题标题】：Pointer to specific address in C指向C中特定地址的指针
【发布时间】：2016-05-19 23:37:33
【问题描述】：

假设地址0xCF800000可以写：

A) 说两个代码产生相同的结果是否正确？

int main( void )
{
  volatile unsigned long *pt = (volatile unsigned long *) 0xCF800000;
  *pt = 0x00000000;
}

和

int main( void )
{
  (*(volatile unsigned long *) 0xCF800000) = 0x00000000;
}

B) 在第一个代码中，0xCF800000 之前的语句“(volatile unsigned long *)”是必要的还是冗余的？

C) 在第一个代码中有一个变量 pt，它有自己的地址，我在其中放置了一些内容：0xCF800000。通过取消对 pt 的引用，计算机将获取 pt (0xCF800000) 的内容，“定位”该地址，并将 0x00000000 分配给该位置。在第二个代码上，我无法准确理解它是如何工作的，因为没有变量。看起来信息 0xCF800000 是“无处”。

【问题讨论】：

注意：我认为不需要volatile。给定地址的对象只被引用一次，所以无论如何都必须检索它。
这些问题来自求职面试吗？
啊哈哈哈。没有为什么？ @wildplasser 确实！ volatile 的存在只是因为在关于 GPIO 的课程中出现了这种疑问
顺便说一句：你不需要*pt = 0x00000000; 因为*pt = 0; 也会这样做。闻起来像货物崇拜...额外：常量0xCF800000 可能在没有演员或u 后缀的情况下签名。
A) 是的。 B) 必要的。 C）您需要查看程序集以了解编译器如何实现您的代码。否则，您只需要信任互联网上的随机陌生人。

标签： c pointers memory-address

【解决方案1】：

您进行了强制转换为 (unsigned long *)，这意味着编译器将此值视为指向 unsigned long 的指针并且不要抱怨。但正如@user3386109 所说，检查自己总是好的。

【讨论】：

【解决方案2】：

您实际上发布了 3 个问题，每个问题都需要单独的答案，所以：
关于答：
取决于您写入此内存位置的值（原文如此！）。

只要这是零或许多小值，您就安全了。但是如果这个值的最高位是1，并且如果由于某些原因它会被符号扩展（取决于你的演员，请参阅我的回答回答你的问题 B)——那么你就会遇到问题。
为避免这些问题，您应该在该值后面加上 u 以表明它是无符号的（同样，如果它为零，这并不重要）。

因此，如果您要存储的常量值是例如0xA0000000（注意最重要的位是1！）你应该把它写成：0xA0000000u。

顺便说一句：0x00000000 只是 0，你不需要写那么多零它，但我知道这是更长代码的一部分，您希望与其他更长的值保持一致

【讨论】：

【解决方案3】：

在第二个代码中，我无法准确理解它是如何工作的，因为没有变量。看起来信息 0xCF800000 是“无处”。

解决您的问题 C）：它是一个数字文字，稍后您将其转换为指针。在大多数计算机系统中，只要 (0xCF800000) 的文字将被编译为立即数，而取消引用指针值是一条内存读取指令。

让我们看看你的第二个示例代码在 x86 上编译成什么：

    .section    __TEXT,__text,regular,pure_instructions
    .macosx_version_min 10, 11
    .globl  _main
    .align  4, 0x90
_main:                                  ## @main
    .cfi_startproc
## BB#0:
    pushq   %rbp
Ltmp0:
    .cfi_def_cfa_offset 16
Ltmp1:
    .cfi_offset %rbp, -16
    movq    %rsp, %rbp
Ltmp2:
    .cfi_def_cfa_register %rbp
    xorl    %eax, %eax
    movl    $3481272320, %ecx       ## imm = 0xCF800000
    movl    %ecx, %edx
    movq    $0, (%rdx)
    popq    %rbp
    retq
    .cfi_endproc

特别是三行

    movl    $3481272320, %ecx       ## imm = 0xCF800000
    movl    %ecx, %edx
    movq    $0, (%rdx)

将一个常数值读入寄存器，然后将0写入与该寄存器值地址相同的内存中。

【讨论】：

【解决方案4】：

您实际上发布了 3 个问题，每个问题都需要单独的答案，所以：
关于 C：
你问如何： (*(volatile unsigned long *) 0xCF800000) = 0x00000000; 有效，但我相信你知道这一点，你只是不知道你碰巧知道。 ;-)
上面的指令只是一个作业。要使作业生效，必须先评估其左侧和右侧。
右侧的有效表达式种类繁多。左侧有很多限制，因为它必须评估内存位置。这种内存位置的一个例子是int a，所以你可以写：a = 0x00000000。
另一个内存位置是int tab[N]，所以你可以写：tab[0]= 0x00000000;
另一个例子是int* p，所以你可以写：*p = 0x00000000。
如您所见，我们非常接近您的问题：如果您同意扩展为内存地址的 *p 可以在赋值指令的左侧使用，为什么不应该使用常量？
常量在这里完全没问题，所以你甚至可以写得很简单：
*(int*)0 = 5
这意味着：取值 0，然后将其转换为（=像对待它一样）带有 int* 的地址，然后使用一元 * 运算符取消引用此地址，然后将整数值 5 分配给此内存位置。当然，我的最后一个示例假设内存位置 0 是可写的。此外，我在这个线程中的所有两个关于位扩展的答案都应该在这里应用，我现在只是为了清楚起见而跳过强制转换

【讨论】：

【解决方案5】：

您实际上发布了 3 个问题，每个问题都需要单独的答案，所以：
关于 B：
代码：(volatile unsigned long *) 是一个演员表。它的必要性取决于用于在编译器中存储地址的整数类型的大小（这种类型应该由您的编译器将typedef'ed 到size_t）。简而言之：
这里没有强制转换也可以，只要这个字面常量的位数与编译器使用的地址一样多，即如果您的编译器使用 32 位地址。
如果您的编译器使用超过 32 位的地址，则需要强制转换。这发挥了它的作用，因为您将这个文字常量取消引用为地址（使用一元 * 运算符）。在这种情况下，请记住像 0xCF800000 这样的字面常量将从其当前的 32 位扩展。因为0xCF800000 的最高位是“1”，所以这将导致所谓的签名扩展（前导“1”将被复制到最高有效位），所以你会得到一个与您想要的内存地址不同！

另一个问题是，您的演员阵容中是否需要 volatile。在某些特定情况下，您只需要volatile，即当内存位置可以被一些其他代码/设备同时使用时。见Why is volatile needed in C? .

【讨论】：