c - 不同数据类型的大小导致混淆

Question

我正在编写一些 C 程序，最近我有这样的困惑，这再次打击了我:假设我有一个函数接受一个 32 位大小的变量，另一个接受 8 位大小的变量，我们必须将数据从 32 位变量传输到 8 位变量。

这是一个我混淆的示例程序:

#include <stdio.h>
#define SIZE_OF_BLOCK 512
uint32* a = NULL; // for read
uint8* b = NULL;  // for write

int read_register(uint32* rbuff)
{
    uint8 i;
    for (i = 0; i < SIZE_OF_BLOCK / 4; i++) // here one
        rbuff[i] = read_from_32_bit_reg();  // read incrementally on each iteration
    return 0;
}

int write_register(uint8* wbuff)
{
    uint8 i;
    for (i = 0; i < SIZE_OF_BLOCK; i++) // here one
        write_reg(wbuff[i]);            // point 2
    return 0;
}

int main()
{
    a = (uint32*)malloc(sizeof(uint32) * 128); // contains 4096 bits
    b = (uint8*)malloc(sizeof(uint8) * 512);   // contains 4096 bits
    read_register(a);
    b = (uint8*)a; // point 1
    write(0x0080000, b);
    free(a);
    free(b);
    return 0;
}

1) 所以我得到了 128 个 4 字节位置中的所有 512 位。如果我将此值分配给一个 8 位位置，我将剥离哪一侧的位？ MSB 8 位，或 LSB 8 位(在英特尔 PC 上)。

2) 我仍在传输 4096 位，'b' 具有 a 的寻址位置的地址。我是否仍在从 a 传输所有正确的值？

这基本上是一种困惑，无法下定决心，如何处理它。

附言该术语称为缩小，但如果我按照我所做的方式做事，将地址从 32 位变量分配给 8 位变量，并以 8 位增量递增，它应该能够获得所有值吗？我不认为在指针变量的情况下会发生缩小，因为两者都是 int 大小？

Answer 1

首先要注意:当你在

中使用 位时

a = (uint32 *)malloc(sizeof(uint32)*128);//contains 512 bits

你错了:你应该写...//contains 512 bytes

然后你有两种方法从一个大小的整数类型传递到一个较小的大小:

• 按转换:

  uint32_t a = 259;
  uint8_t b = a; // perfectly defined for unsigned types: retains the low order bits here 3
  

  正式的 C99 标准的 n1256 草案说:

  Otherwise, if the new type is unsigned, the value is converted by repeatedly adding or subtracting one more than the maximum value that can be represented in the new type until the value is in the range of the new type

• 通过别名(类型双关):

  uint32_t a = 259;
  uint8_t b = *((uint8_t) &a); // LSB on Intel so 3 but 0 on a big endian system
  

  指向任何对象的指针总是可以转换为指向 char(或 unsigned char)的指针。作为uint8_t只能是 unsigned char (*)，指针转换有效，将依次返回uint32_t表示的所有字节。 ... 其值依赖于实现。 Intel PC 通常使用 2 的补码小端架构，因此您将获得 LSB，仍然是 3 .但它将是大端架构上的 MSB (0)。

  但在一般情况下，访问具有不兼容类型的一种类型的值是未定义行为，这意味着编译器可以自由地做任何事情，包括注释掉有问题的行!

现在针对第 1 点和第 2 点。在第 1 点中，您将指针分配给 uint32_t 的数组。指向 uint8_t 的指针.这是完全有效的。在 2 你使用那个 uint8_t访问所有 uint32_t 表示的字节的指针原始数组的值。它仍然完全有效，您可以从它们的字节重建原始值，但字节值本身依赖于实现。

与问题无关的最后一句话:当你分配一个由 malloc 获得的指针时到一个新值，而不先保存或释放它，您将失去以后释放它的所有可能性，从而导致内存泄漏。在这里你有:

b = (uint8 *)malloc(sizeof(uint8 )*512);//contains 512 bits
...
b = (uint8 *)a;// memory leak!

(*) char需要能够表示 ASCII 字母表的所有值，因此它至少需要 7 位，并且所有类型的大小必须是 char 的倍数尺寸。所以如果 uint8_t type exists 它必须是 unsigned char 的同义词.