C/C++における配列名（アドレス）の配置場所

お世話になります。

C/C++において配列名はその配列の先頭アドレスを示しますが、
その配列名がこの先頭アドレスを示しているという情報は、
メモリのどこに配置されているものなのでしょうか？

例えば、1次元配列 testA[5]、2次元配列のtestB[3][2]の場合ですと、
testAが先頭アドレス、
testBが先頭アドレス、testB[0]、testB[1]、testB[2]が各[0][0]のアドレスを示すと思いますが、
その情報が実行ファイル内のどこにどのような情報として保管され、
及び実行中にはメモリのどこにどう展開されるのかご存知の方がおりましたがご教授頂けますと幸いです。

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ベストアンサー

C
1#include <stdio.h>
2
3void f(int *);
4void g(int [][2]);
5
6int testA[5];
7int testB[3][2];
8
9int main(void)
10{
11	int a[5];
12	int b[3][2];
13	f(testA);
14	g(testB);
15	f(a);
16	g(b);
17}

これを gcc (Ubuntu 9.3.0-10ubuntu2) 9.3.0 でコンパイルすると、
次のようなコードができました。

main:
	endbr64
	subq	$72, %rsp
	leaq	testA(%rip), %rdi   # testA
	movq	%fs:40, %rax
	movq	%rax, 56(%rsp)
	xorl	%eax, %eax
	call	f@PLT
	leaq	testB(%rip), %rdi   # testB
	call	g@PLT
	movq	%rsp, %rdi          # a
	call	f@PLT
	leaq	32(%rsp), %rdi      # b
	call	g@PLT
	movq	56(%rsp), %rax
	xorq	%fs:40, %rax
	jne	.L5
	xorl	%eax, %eax
	addq	$72, %rsp
	ret

静的な変数 testA や testB は即値ではなく、%rip(インストラクションポインタ、
すなわちプログラムカウンタ)にオフセットを加えたアドレスで参照しています。

自動変数 a や b は、%rsp(スタックポインタ) にオフセットを加えたアドレスで
参照していました。ただし、a はオフセット0 なので、%rsp の値そのものです。

いずれにせよ、配列の「アドレス」は、メモリ上にデータとして配置されているもの
ではなく、コード中にオフセットという値で保持されていることが分かりました。
ただし、これは特定のコンパイラに依存することで、他のコンパイラでは
これとは異なるやり方でアドレスを持っているかもしれません。

Visual C++ の 32ビット版は、静的変数は即値、自動変数は EBP(ベースポインタ、
すなわちフレームポインタ) にオフセットだったと思います。

また、
testB[0] は testB[0][0] のアドレスに変換されますが、
testB[1] は testB[1][0] のアドレスに、そして、
testB[2] は testB[2][0] のアドレスに変換されます。

追記
Visual C++ の 32ビット版で -FAオプションでコンパイルすると、

_DATA   SEGMENT
COMM    _testA:DWORD:05H
COMM    _testB:DWORD:06H
_DATA   ENDS
PUBLIC  _main
EXTRN   _f:PROC
EXTRN   _g:PROC
EXTRN   @__security_check_cookie@4:PROC
EXTRN   ___security_cookie:DWORD
; Function compile flags: /Odtp
_TEXT   SEGMENT
_b$ = -48                                               ; size = 24
_a$ = -24                                               ; size = 20
__$ArrayPad$ = -4                                       ; size = 4
_main   PROC
; File c:\tmp\c\a.c
; Line 10
        push    ebp
        mov     ebp, esp
        sub     esp, 48                                 ; 00000030H
        mov     eax, DWORD PTR ___security_cookie
        xor     eax, ebp
        mov     DWORD PTR __$ArrayPad$[ebp], eax
; Line 13
        push    OFFSET _testA
        call    _f
        add     esp, 4
; Line 14
        push    OFFSET _testB
        call    _g
        add     esp, 4
; Line 15
        lea     eax, DWORD PTR _a$[ebp]
        push    eax
        call    _f
        add     esp, 4
; Line 16
        lea     ecx, DWORD PTR _b$[ebp]
        push    ecx
        call    _g
        add     esp, 4
; Line 17
        xor     eax, eax
        mov     ecx, DWORD PTR __$ArrayPad$[ebp]
        xor     ecx, ebp
        call    @__security_check_cookie@4
        mov     esp, ebp
        pop     ebp
        ret     0
_main   ENDP
_TEXT   ENDS
END

投稿2020/06/21 18:14

編集2020/06/22 01:23

kazuma-s

総合スコア8224

退会済みユーザー

2020/06/22 01:17

ご返信いただきましてありがとうございます。詳細なご説明、ありがとうございます。コンパイラ依存の部分が大きいのですね。ただし、配列名でアドレスを指定したとしても、メモリ上に配列名でアドレスを保持しているような変数（又は変数のような領域）は無く、ベースとなるアドレス＋オフセットのコードに変換されているのですね。大変参考になりました。ありがとうございました。

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