C语言二级指针底层实现

时间：2021-03-01 22:05:28

C语言中，Pointers to Pointers，即二级指针。

一级指针和二级指针的值都是指向一个内存单元：

  • 一级指针指向的内存单元存放的是源变量的值，
  • 二级指针指向的内存单元存放的是一级指针的地址。

下面，我们通过如下代码展示二级指针的底层实现：

#include <stdio.h>

int main(){

    int a = 777;

    int* b = &a;

    int** c = &b;

    *b = 888;

    **c = 999;

    printf("a=%d\n", a);

    return 0;

}

假设：

  • 栈的基地址为0，即rbp寄存器指向0；
  • 栈的指针寄存器rsp指向地址为-32。

则，c语言语句**c = 999的底层实现过程如下图所示：

C语言二级指针底层实现

底层实现中，汇编语言首先找到c的值，通过c的值找到b的值，通过b的值找到a，并赋值999给a。

具体汇编代码如下：

         .file   "hlist.c"

        .text

        .section        .rodata

.LC0:

        .string "a=%d\n"

        .text

        .globl  main

        .type   main, @function

main:

.LFB0:

        .cfi_startproc

        pushq   %rbp

        movq    %rsp, %rbp

        subq    $32, %rsp // rsp 减去 32

        movq    %fs:40, %rax

        movq    %rax, -8(%rbp)

        xorl    %eax, %eax

        movl    $777, -28(%rbp)  //  地址为-28处的存储单元的值为777，即a赋值为777

        leaq    -28(%rbp), %rax  // 将-28地址（a的地址）赋给%rax

        movq    %rax, -24(%rbp)  // 将-28（64位，8字节）值给地址为-24的存储单元

        leaq    -24(%rbp), %rax  // 将-24地址（b的地址）赋给%rax

        movq    %rax, -16(%rbp)  // 将b的地址赋值给地址为-16的存储单元

        movq    -24(%rbp), %rax  // 将b的值（a的地址）赋值给%rax

        movl    $888, (%rax)    // a = 888

        movq    -16(%rbp), %rax // 将c的值（b的地址）赋值给%rax

        movq    (%rax), %rax   // 将b的值赋值给%rax

        movl    $999, (%rax)    // a = 999

        movl    -28(%rbp), %eax

        movl    %eax, %esi

        leaq    .LC0(%rip), %rdi

        movl    $0, %eax

        call    printf@PLT

        movl    $0, %eax

        movq    -8(%rbp), %rdx

        xorq    %fs:40, %rdx

        je      .L3

        call    __stack_chk_fail@PLT

.L3:

        leave

        .cfi_def_cfa 7, 8

        ret

        .cfi_endproc

.LFE0:

        .size   main, .-main

        .ident  "GCC: (Ubuntu 7.4.0-1ubuntu1~18.04.1) 7.4.0"

        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

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