如果在linux下指定在不被4整除的内存地址上写入int型变量会发生什么

时间:2021-11-20 02:19:19

总结:(1)linux下内存存储的一般都是低位在前,高位在后。

(2)linux默认对齐字节都是按照int型变量占的字节个数对齐,32系统int型占4个字节,所以此系统默认对齐是4个字节。

(3)如果指定在不被4整除的内存地址上存放int型变量,会按照下面图逆序和拼接产生数据。

 

假设指定一内存地址:0x0001603a (注意此数不能被4整除)

0x0001603a=90170, 90170/4=22542.5

那么如果指定在0x0001603a位置上存放一个结构体 此结构体是3个int型的变量组成

如:

typedef struct

{

    UINT32    is_available; /* whether blcok is avaiable */

    UINT32     prior_blocksize; /* size of prior block */

}mem_control_block;

 

mem_control_block * mcb = NULL;

mcb = (mem_control_block *)0x0001603a;

mcb->is_available = 0x01020304;

mcb->prior_blocksize = 0x05060708;

    printf("***************************mcb->is_available=0x%8x*******************\n",mcb->is_available);

    printf("***************************mcb->prior_blocksize=0x%8x*******************\n",mcb->prior_blocksize);

    CHAR *p=(CHAR *)malloc_addr;

    

    printf("*(p-1)=0x%2x*******0x%8x************\n",*(p-1),(p-1));

    printf("*(p-2)=0x%2x********0x%8x***********\n",*(p-2),(p-2));

    printf("*(p-3)=0x%2x*******0x%8x************\n",*(p-3),(p-3));

    printf("*(p-4)=0x%2x*******0x%8x************\n",*(p-4),(p-4));

    

    printf("*(p)=0x%2x********0x%8x***********\n",*p,p);

    printf("*(p+1)=0x%2x*******0x%8x************\n",*(p+1),(p+1));

    printf("*(p+2)=0x%2x******0x%8x*************\n",*(p+2),(p+2));

    printf("*(p+3)=0x%2x******0x%8x*************\n",*(p+3),(p+3));

    

    printf("*(p+4)=0x%2x*******0x%8x************\n",*(p+4),(p+4));

    printf("*(p+5)=0x%2x*******0x%8x************\n",*(p+5),(p+5));

    printf("*(p+6)=0x%2x*******0x%8x************\n",*(p+6),(p+6));

    printf("*(p+7)=0x%2x*******0x%8x************\n",*(p+7),(p+7));

    

    printf("*(p+8)=0x%2x*******0x%8x************\n",*(p+8),(p+8));

    printf("***************************mcb->is_available=0x%8x*******************\n",mcb->is_available);

    printf("***************************mcb->prior_blocksize=0x%8x*******************\n",mcb->prior_blocksize);

 

 

打印结果会是什么呢? 出乎意料

*(p-1)=0x 3*******0x 16039************

*(p-2)=0x 4********0x 16038***********

*(p-3)=0x 0*******0x 16037************

*(p-4)=0x 0*******0x 16036************

*(p)=0x 2********0x 1603a***********

*(p+1)=0x 1*******0x 1603b************

*(p+2)=0x 8******0x 1603c*************

*(p+3)=0x 7******0x 1603d*************

*(p+4)=0x 6*******0x 1603e************

*(p+5)=0x 5*******0x 1603f************

*(p+6)=0x 0*******0x 16040************

*(p+7)=0x 0*******0x 16041************

*(p+8)=0x 0*******0x 16042************

***************************mcb->is_available=0x 3040102*******************

***************************mcb->prior_blocksize=0x 7080506*******************

你会发现设置的mcb->is_available值mcb->is_available = 0x01020304; mcb->prior_blocksize = 0x05060708;

,跟读取处理的值mcb->is_available=0x 3040102,mcb->prior_blocksize=0x 7080506都不一样,为什么?

主要原因就是因为没在被4整除的内存地址上写。如下图:产生的结果会是16038和16039两个地址的变量高低位变化下就是 0304,而1603a 1603b再颠倒下是0102,再拼接下就是03040102;如果在linux下指定在不被4整除的内存地址上写入int型变量会发生什么

实际存放的是低位在前高位在后,如果指向不是第一个被4整除的地址放int变量,需要拼接,比如此图:

指向第3个则,第 1 第2个颠倒一下,然后第3 第4颠倒一下,再拼接,0x03040102;

 

就这样产生这样的错误了。

切记:在内存中是低位在先,高位在后。

如果在linux下指定在不被4整除的内存地址上写入int型变量会发生什么

同理:如果指定在1603b地址上开始写入这个结构体,又会发生什么

结果如下:

*(p-1)=0x 2*******0x 1603a************

*(p-2)=0x 3********0x 16039***********

*(p-3)=0x 4*******0x 16038************

*(p-4)=0x 0*******0x 16037************

*(p)=0x 1********0x 1603b***********

*(p+1)=0x 8*******0x 1603c************

*(p+2)=0x 7******0x 1603d*************

*(p+3)=0x 6******0x 1603e*************

*(p+4)=0x 5*******0x 1603f************

*(p+5)=0x 0*******0x 16040************

*(p+6)=0x 0*******0x 16041************

*(p+7)=0x 0*******0x 16042************

*(p+8)=0x 0*******0x 16043************

***************************mcb->is_available=0x 2030401*******************

***************************mcb->prior_blocksize=0x 6070805*******************

同理如图:

如果在linux下指定在不被4整除的内存地址上写入int型变量会发生什么

实际存放的是低位在前高位在后,如果指向不是第一个被4整除的地址放int变量,需要拼接,比如此图:

指向第4个则,第 1 第2个第3个颠倒一下,然后与第4拼接,0x02030401

 

 

 

上述提到的问题如何避免,可以强制一字节对齐,解决了上述问题。这样就会实际存放的和我想存放的位置是一样的。

第一种方法:举例此地址0x0001603a(不能被4整除)放入int变量

直接强制1字节对齐,不管外部,则想存放位置和实际存放的位置是一样的。

(注意A:强制4字节对齐#pragma pack(4)没有作用,因为系统本来就是默认4字节对齐

        B:强制2字节对齐#pragma pack(2)有作用,但是只针对偶数地址0x0001603a有作用,但是如果对0x0001603b奇数指定地址写int类型也是不行的。

      总结:指定的内存地址一定是能被对齐字节整除才可以。

)

如果在linux下指定在不被4整除的内存地址上写入int型变量会发生什么

#pragma pack(1)

 

typedef struct

{

    UINT32    is_available; /* whether blcok is avaiable */

    UINT32     prior_blocksize; /* size of prior block */

    UINT32     current_blocksize; /* block size */

}mem_control_block;

#pragma pack()

 

第二种方法: 放在被4 整除的地址上,

测试用例test_ydt_mallocandfree:----自实现malloc函数初始化空间首地址---=0x0001603c

*(p-1)=0x 0*******0x 1603b************

*(p-2)=0x 0********0x 1603a***********

*(p-3)=0x 0*******0x 16039************

*(p-4)=0x 0*******0x 16038************

*(p)=0x 4********0x 1603c***********

*(p+1)=0x 3*******0x 1603d************

*(p+2)=0x 2******0x 1603e*************

*(p+3)=0x 1******0x 1603f*************

*(p+4)=0x 8*******0x 16040************

*(p+5)=0x 7*******0x 16041************

*(p+6)=0x 6*******0x 16042************

*(p+7)=0x 5*******0x 16043************

*(p+8)=0x 0*******0x 16044************

***************************mcb->is_available=0x 1020304*******************

***************************mcb->prior_blocksize=0x 5060708*******************