如何在 rodata 中初始化灵活数组并创建指向它的指针？

Question

在 C 中，代码

char *c = "Hello world!";

将 Hello world![=17=] 存储在 rodata 中并使用指向它的指针初始化 c。我怎样才能用字符串以外的东西来做到这一点？

具体来说，我正在尝试定义自己的字符串类型

typedef struct {
   size_t Length;
   char Data[];
} PascalString;

然后想要某种宏，这样我就可以说

const PascalString *c2 = PASCAL_STRING_CONSTANT("Hello world!");

并使其表现相同，因为 \x0c[=19=][=19=][=19=]Hello world! 存储在 rodata 中，c2 使用指向它的指针进行初始化。

我试过使用

#define PASCAL_STRING_CONSTANT(c_string_constant) \
    &((const PascalString) { \
        .Length=sizeof(c_string_constant)-1, \
        .Data=(c_string_constant), \
    })

如 these 中所建议，但它不起作用，因为 Data 是一个灵活的数组：我收到错误 error: non-static initialization of a flexible array member（使用 gcc，clang 会给出类似的错误） .

这在 C 中可行吗？如果是这样，PASCAL_STRING_CONSTANT 宏会是什么样子？

澄清

对于 C 字符串，以下代码块永远不会将字符串存储在堆栈中：

#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
    const char *c = "Hello world!";

    printf("test %s", c);

    return 0;
}

正如我们在 the assembly 中看到的那样，第 5 行编译为仅将指针加载到寄存器中。

我希望能够使用 Pascal 字符串获得相同的行为，并且使用 GNU 扩展是可能的。以下代码也从不将 pascal 字符串存储在堆栈中：

#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>

typedef struct {
   size_t Length;
   char Data[];
} PascalString;

#define PASCAL_STRING_CONSTANT(c_string_constant) ({\
        static const PascalString _tmpstr = { \
            .Length=sizeof(c_string_constant)-1, \
            .Data=c_string_constant, \
        }; \
        &_tmpstr; \
    })

int main(void) {
    const PascalString *c2 = PASCAL_STRING_CONSTANT("Hello world!");

    printf("test %.*s", c2->Length, c2->Data);

    return 0;
}

查看its generated assembly，第18行也只是加载一个指针。

但是，我发现在 ANSI C 中执行此操作的最佳代码会生成将整个字符串复制到堆栈的代码：

#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>

typedef struct {
   size_t Length;
   char Data[];
} PascalString;

#define PASCAL_STRING_CONSTANT(initial_value) \
    (const PascalString *)&(const struct { \
        uint32_t Length; \
        char Data[sizeof(initial_value)]; \
    }){ \
        .Length = sizeof(initial_value)-1, \
        .Data = initial_value, \
    }

int main(void) {
    const PascalString *c2 = PASCAL_STRING_CONSTANT("Hello world!");

    printf("test %.*s", c2->Length, c2->Data);

    return 0;
}

在 generated assembly for this code 中，第 19 行将整个结构复制到堆栈上，然后生成指向它的指针。

我正在寻找生成与我的第二个示例相同的程序集的 ANSI C 代码，或者寻找 ANSI C 无法实现的原因的解释。

Answer 1

这可以通过 statment-expressions GNU 扩展来完成，尽管它是非标准的。

#define PASCAL_STRING_CONSTANT(c_string_constant) ({\
        static const PascalString _tmpstr = { \
            .Length=sizeof(c_string_constant)-1, \
            .Data=c_string_constant, \
        }; \
        &_tmpstr; \
    })

扩展允许您在一个块中有多个语句作为表达式，通过将块括在 ({ ... }) 中计算最后一个语句的值。因此，我们可以将 PascalString 声明为 static const 值，然后 return 指向它的指针。

为了完整起见，如果我们想修改它，我们也可以制作一个堆栈缓冲区：

#define PASCAL_STRING_STACKBUF(initial_value, capacity) \
    (PascalString *)&(struct { \
        uint32_t Length; \
        char Data[capacity]; \
    }){ \
        .Length = sizeof(initial_value)-1, \
        .Data = initial_value, \
    }

Answer 2

您可以使用这个宏，它在其内容上命名变量的名称：

#define PASCAL_STRING(name, str) \
    struct { \
        unsigned char len; \
        char content[sizeof(str) - 1]; \
    } name = { sizeof(str) - 1, str }

创建这样一个字符串。像这样使用它：

const PASCAL_STRING(c2, "Hello world!");

Answer 3

我不确定你为什么要这样做，但你可以这样做。此方法会将您的字符串存储在数据段中，并为您提供一种将其作为结构访问的方法。请注意，我创建了一个打包结构以确保映射到结构中始终有效，因为我基本上已经在下面的 const 表达式中对数据字段进行了硬编码。

#include <stdio.h>

#pragma packed(1)
typedef struct {
   unsigned char Length;
   char Data[];
} PascalString;
#pragma pack()

const unsigned char HELLO[7] = { 
0x06,
'H','E','L','L','O','[=10=]'
};


int main(void) {
        PascalString *  myString = (PascalString *)HELLO;
        printf("I say: %s \n", myString->Data);
}

如何在 rodata 中初始化灵活数组并创建指向它的指针？

How can I initialize a flexible array in rodata and create a pointer to it?

c

flexible-array-member

storage-duration