C99 可变长度数组最大尺寸和 sizeof 函数

Question

我正在尝试在我的 C 代码中使用可变长度数组 (VLA)，并试图弄清我对它们应该做什么和不应该做什么的理解。

我的函数中有以下片段：

void get_pdw_frame_usb(pdws_t *pdw_frame, pdw_io_t *pdw_io)
{
...
unsigned char buf[pdw_io->packet_size];
unsigned char *pdw_buf;
memset(buf, '[=10=]', sizeof(buf));

pdw_io 是一个数据结构，其中包含 packet_size，类型为 size_t

char数组buf用于存储usb批量传输数据包的内容

我试图在此处使用 C99 VLA 方法将其实例化为自动变量。然后我试图确保它的内容都是零。

我遇到了一些问题。

首先，如果 pdw_io->packet_size 设置为 8（相当小），然后 buf 设置为合理的值，即使用 gdb 进行调试，我可以按如下方式检查它：

(gdb) p buf
 = 0xbffe5be8 "0", <incomplete sequence 07>

如果 pdw_io->packet_size 设置为 12008（稍微大一点），那么我会得到以下看起来不太好的结果：

(gdb) p buf
 = 0xbffe2d08 ""

12008 个字符对于 VLA 来说太大了吗？或者也许 gdb 的输出不是什么值得担心的事情，它看起来有点像没有给我分配任何东西？

此外，在检查 buf 的大小时，我在两种情况下都得到以下结果：

(gdb) p sizeof(buf)
 = 0

我本以为第一次是 8，第二次是 12008

我认为应该可以通过 VLA 以这种方式使用 sizeof 功能，我错了吗？

我的问题是随后的 USB 批量传输失败，我想尝试排除它可能与我使用 VLA 有关的事实，这对我来说是一个新领域..

更新

编写了以下最小、完整且有望验证的程序来尝试确认我的观察结果：

#include <stdio.h>

void test_vla(size_t n)
{
    unsigned char buf[n];
    printf("sizeof buf = %zu\n", sizeof buf);    
}

int main()
{
    test_vla(12008);
    return 0;
}

现在，如果我用 gdb 中断 printf 语句，运行 p sizeof buf 我得到 0，但 printf 输出 12008。

gdb 版本为：

(gdb) show version
GNU gdb (Ubuntu 7.7.1-0ubuntu5~14.04.2) 7.7.1

Answer 1

您运行遇到的问题是 gdb 中的错误（或者更准确地说是缺失的功能）。 gdb 无法正确处理应用于 VLA（可变长度数组）的 sizeof 运算符。

来自 gdb 邮件列表的

This message 表示在 gdb 中已经实现了对 VLA 上 sizeof 的支持，但只是最近才实现的。显然它不在你我都使用的版本中（gdb 7.7.1）。如果没有这个修复，它会错误地将 VLA 的大小打印为 0。您的代码本身应该可以正常运行；只是 gdb 处理不当。

您的代码没有什么特别的问题，只要 (a) 它是使用支持 VLA 的编译器编译的，并且 (b) 数组的大小为正且不太大。（VLA 在 C90 中不受支持，除了可能作为扩展，在 C99 中作为标准功能引入，并在 C11 中成为可选功能。）

一个可能的解决方法是修改您的程序以将 sizeof vla 的值保存到一个变量，然后您可以从 gdb.

打印该变量

gdb 的另一个问题是打印 VLA 对象本身的行为不同于打印固定大小的数组对象。它显然将 VLA 视为指向其第一个元素的指针，而不是数组对象。

这是一个 gdb 说明问题的抄本：

GNU gdb (Ubuntu 7.7.1-0ubuntu5~14.04.2) 7.7.1
[SNIP]
(gdb) list
1       #include <stdio.h>
2       #include <string.h>
3       int main(void) {
4           int len = 6;
5           char vla[len];
6           const size_t vla_size = sizeof vla;
7           char arr[6];
8           strcpy(vla, "hello");
9           strcpy(arr, "world");
10      }
(gdb) break 10
Breakpoint 1 at 0x400600: file c.c, line 10.
(gdb) run
Starting program: /home/kst/c 

Breakpoint 1, main () at c.c:10
10      }
(gdb) print sizeof vla
 = 0
(gdb) print vla_size
 = 6
(gdb) print sizeof arr
 = 6
(gdb) print vla
 = 0x7fffffffdc10 "hello"
(gdb) print arr
 = "world"
(gdb) print arr+0
 = 0x7fffffffdc40 "world"
(gdb) continue
Continuing.
[Inferior 1 (process 28430) exited normally]
(gdb) quit

Is 12008 chars too large for a VLA?

可能不会。对于大多数实现，VLA 可以与固定大小的数组一样大。两者之间没有真正的区别（在内存分配方面）：

{
    int size = 12008;
    char buf[size];
}

和

{
    int buf[12008];
}

许多系统限制了您可以在堆栈上分配的内存量，但 12008 字节的数组不太可能超出这些限制。

不过，如果您要分配大型数组，最好通过 malloc() 进行分配（这意味着您需要为每个分配的对象显式调用 free()） .

C99 可变长度数组最大尺寸和 sizeof 函数

C99 Variable Length Array Max sizes and sizeof Function

c

c99

variable-length-array