《coredump问题原理探究》Linux x86版5.5节C风格数据结构内存布局之基本数据类型构成的结构体
《coredump问题原理探究》Linux x86版5.5节C风格数据结构内存布局之基本数据类型构成的结构体
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在C语言里，结构体是不同类型数据结构的集合。由于结构体比较复杂，分为几种情况来讨论：
1． 成员全是由基本数据类型构成
2． 成员有基本数据类型，也有其它结构体构成，构成成员的结构体是1,2两种情况。
3． 结构体构成的数组
这一节先讨论第一种情况.要了解这种类型结构体的内存布局，首先要知道成员在内存里是如何排序，及各个成员在内存占的大小。先看一个例子
#include <stdio.h>
struct xuzhina_dump_c05_s3_stru
{
char a;
short b;
int c;
long d;
float e;
double f;
void* g;
};
int main()
{
struct xuzhina_dump_c05_s3_stru test;
printf( "addr:%x, 1st:%x, 2nd:%x, 3rd:%x, 4th:%x, 5th:%x, 6th:%x, 7th:%x
",
&test, &test.a, &test.b, &test.c, &test.d, &test.e, &test.f, &te
st.g );
return 0;
}运行结果：
addr:bf909eb4, 1st:bf909eb4, 2nd:bf909eb6, 3rd:bf909eb8, 4th:bf909ebc, 5th:bf909ec0, 6th:bf909ec4, 7th:bf909ecc可得这样的结论：
1. 结构体对象的地址和第一个成员地址一样。也就是所谓的基地址
2. 第一个成员a和第二个成员b分别是char,short，不足dword大小，为了内存对齐，挤一个dword里。int, long, float, double,指针由于大小分别是4,4,4,8,4，直接按照4字节进行内存对齐，也分别占4,4,4,8,4个字节的空间.
3. 各个成员还是按照结构体的声明顺序由低到高排列。
4. 每个成员的地址都是它前面所有成员的大小（包括内存对齐）和基地址的累加。像test.d的地址就是bf909eb4+0x8 = bf909ebc.它前面的成员a ,b在一个dword, c占一个dword，刚好是8.
可能成员类型会由于内存对齐而分辨不出来。其实，用5.1节的方法是可以分辨得出来。有兴趣可以尝试一下。
那么一个结构体如何从汇编里识别出来呢，它究竟有什么特征？
先看一下这个例子。
struct xuzhina_dump_c05_s3_stru
{
char a;
short b;
int c;
};
bool equal( struct xuzhina_dump_c05_s3_stru* first,
struct xuzhina_dump_c05_s3_stru* second )
{
if ( first->a != second->a )
{
return false;
}
if ( first->b != second->b )
{
return false;
}
if ( first->c != second->c )
{
return false;
}
return true;
}
int main()
{
struct xuzhina_dump_c05_s3_stru first = { 'a', 10, 20 };
struct xuzhina_dump_c05_s3_stru second = {'a', 10, 21 };
if ( equal( &first, &second ) )
{
return 0;
}
return 1;
}汇编代码
(gdb) disassemble equal
Dump of assembler code for function _Z5equalP24xuzhina_dump_c05_s3_struS0_:
0x08048470 <+0>: push %ebp
0x08048471 <+1>: mov %esp,%ebp
0x08048473 <+3>: mov 0x8(%ebp),%eax
0x08048476 <+6>: movzbl (%eax),%edx
0x08048479 <+9>: mov 0xc(%ebp),%eax
0x0804847c <+12>: movzbl (%eax),%eax
0x0804847f <+15>: cmp %al,%dl
0x08048481 <+17>: je 0x804848a <_Z5equalP24xuzhina_dump_c05_s3_struS0_+26>
0x08048483 <+19>: mov $0x0,%eax
0x08048488 <+24>: jmp 0x80484c0 <_Z5equalP24xuzhina_dump_c05_s3_struS0_+80>
0x0804848a <+26>: mov 0x8(%ebp),%eax
0x0804848d <+29>: movzwl 0x2(%eax),%edx
0x08048491 <+33>: mov 0xc(%ebp),%eax
0x08048494 <+36>: movzwl 0x2(%eax),%eax
0x08048498 <+40>: cmp %ax,%dx
0x0804849b <+43>: je 0x80484a4 <_Z5equalP24xuzhina_dump_c05_s3_struS0_+52>
0x0804849d <+45>: mov $0x0,%eax
0x080484a2 <+50>: jmp 0x80484c0 <_Z5equalP24xuzhina_dump_c05_s3_struS0_+80>
0x080484a4 <+52>: mov 0x8(%ebp),%eax
0x080484a7 <+55>: mov 0x4(%eax),%edx
0x080484aa <+58>: mov 0xc(%ebp),%eax
0x080484ad <+61>: mov 0x4(%eax),%eax
0x080484b0 <+64>: cmp %eax,%edx
0x080484b2 <+66>: je 0x80484bb <_Z5equalP24xuzhina_dump_c05_s3_struS0_+75>
0x080484b4 <+68>: mov $0x0,%eax
0x080484b9 <+73>: jmp 0x80484c0 <_Z5equalP24xuzhina_dump_c05_s3_struS0_+80>
0x080484bb <+75>: mov $0x1,%eax
0x080484c0 <+80>: pop %ebp
0x080484c1 <+81>: ret
End of assembler dump.
(gdb) disassemble main
Dump of assembler code for function main:
0x080484c2 <+0>: push %ebp
0x080484c3 <+1>: mov %esp,%ebp
0x080484c5 <+3>: sub $0x18,%esp
0x080484c8 <+6>: movb $0x61,-0x8(%ebp)
0x080484cc <+10>: movw $0xa,-0x6(%ebp)
0x080484d2 <+16>: movl $0x14,-0x4(%ebp)
0x080484d9 <+23>: movb $0x61,-0x10(%ebp)
0x080484dd <+27>: movw $0xa,-0xe(%ebp)
0x080484e3 <+33>: movl $0x15,-0xc(%ebp)
0x080484ea <+40>: lea -0x10(%ebp),%eax
0x080484ed <+43>: mov %eax,0x4(%esp)
0x080484f1 <+47>: lea -0x8(%ebp),%eax
0x080484f4 <+50>: mov %eax,(%esp)
0x080484f7 <+53>: call 0x8048470 <_Z5equalP24xuzhina_dump_c05_s3_struS0_>
0x080484fc <+58>: test %al,%al
0x080484fe <+60>: je 0x8048507 <main+69>
0x08048500 <+62>: mov $0x0,%eax
0x08048505 <+67>: jmp 0x804850c <main+74>
0x08048507 <+69>: mov $0x1,%eax
0x0804850c <+74>: leave
0x0804850d <+75>: ret
End of assembler dump.从equal函数的汇编代码可以看到，
1. 结构体都是一个基地址，从它三个成员的寻址看到，都是先把基地址放到某寄存器里。如mov 0x8(%ebp),%eax
2. 结构体成员的访问，都在基址基础上加上前面所有成员的大小。如成员c，前面a和b占四个字节，所以就有“mov 0x8(%ebp),%eax”, “mov 0x4(%eax),%edx”.
3. 每个成员与基址的偏移量，不是构成一个等差数列。