La mémoire
La mémoire physique de l'ordinateur
La mémoire de l'ordinateur est assimilable, en première approximation
à un long tableau continu. La largeur de ce tableau s'exprime en "bits".
En général, les cette taille comporte des subdivisions. En effet, pour une
taille de 32bits, par exemple, un octet n'etant codé que sur 8bits, il est
nécessaire, afin de ne pas perdre trop d'espace, de pouvoir stocker 4 octets
différents par case de 32 bits et donc accéder de manière indépendante à ces 4
subdivisions.
Un bus 32bits est en général découpé en subdivisions de 8 et 16 bits.
Chaque subdivision (octet) est numérotée. Cette numérotation correspond à une adresse mémoire.
Espace mémoire des programmes C
Cette dernière vision des choses ne s'applique pas à la réalité virtuelle d'un processus. En effet, il est fréquent de voir des processus utiliser plus de mémoire que la quantité de RAM physique réellement disponible. Dans ce dernier cas, l'application utilise une partie de la mémoire RAM, mais aussi d'autres formes telle que le swap.
Le système et les différents composants matériels (en particulier la "Memory Management Unit", MMU ou unité de gestion de la mémoire) se chargent d'agréger les différentes ressources (RAM, swap, disque dur, ...) et de faire croire aux processus que la mémoire est un vaste tableau homogène et contigu.
Les mécanismes rendant possible cette illusion sont assez complexes dépassent de loin le cadre de ce document, mais ce sujet est largement couvert1. Il est cependant nécessaire de noter que les cases du "tableau-mémoire" ne sont pas réllement présentes (i.e. pointent réellement vers des zones de mémoire physique réelle) que lorsque celles-ci sont réellement utilisées.
Pour chaque processus, cette zone contigüe s'étale de
0x00000000 à
0xFFFFFFFF.
La zone inférieure à la zone de chargement du segment text du programme est réservée et
ne peut être accédée en écriture.
La zone supérieure à la valeur de la macro
PAGE_OFFSET
est réservée pour le noyau (mapping noyau des zones de mémoire du processus).
Cet espace mémoire est rempli selon certaines règles dépendantes des sytèmes et des architectures matérielles.
 |
Zone programme
Tout d'abord la zone de "programme", découpée en plusieurs segments dont :
- Le segment texte (.text) contient le code machine du programme.
- Le segment bss (.bss) contient les données non initialisées (variables globales du C). BSS signifie "Block Stating Symbol".
- Le segment data (.data) contient les données initialisées du programmes (constantes globales).
Le tas (heap)
Ensuite, vient le tas (heap). C'est la mémoire allouée dynamiquement avec les fonctions de type malloc(). La croissance de cette zone s'effectue vers les adresses hautes. L'adresse de base du tas est donnée par la fonction sbrk(0) avant toute allocation ou par brk(0).
Le mémoire libre
Vient la zone de mémoire libre", ou mémoire non allouée. Elle est
consommée par le tas.
La réservation d'une zone suppémentaire se fait avec la fonction sbrk(taillesupp) ou
taillesup est la taille de la zone à réserver.
Zone de liens dynamiques
Après cette zone de mémoire libre, une partie de la mémoire est réservée pour les bibliothèques dynamiques (links), chargées soit lors du chargement de l'exécutable quand les bibliothèques ont été référencées lors de la phase d'édition de liens (symboles nécessaires à la compilation), soit pendant l'exéction du programme et par le programme lui même par l'appel aux fonctions dlopen() et dlsym() (programmation de greffons, chargement de modules ...).
La pile (stack)
Enfin, la dernière zone de l'espace utilisateur est la pile. La pile commence,
à l'inverse des autres zones, à l'adresse la plus haute (soit théoriquement
PAGE_OFFSET-1). La pile croit donc vers les
adresses basses.
La pile se compose de boites ou cadres (frames). Chacune de ces boites correspont à une
procédure ou fonction. La fonction main() sera
la boite 1 (seconde sur la pile). Si main()
appelle une fonction "toto()", alors, lorsque
le programme passera dans toto(), une boite
numérotée 2 sera placée sur la pile, au "dessus" de la boite numérotée 1 de
main().
A la sortie de la fonction toto(), la boite numéro 2 sera détruite (dépilée/modification
de la topographie ou mapping de la mémoire virtelle).
Chaque boite contient les variables locales à la procédure (i.e. définie sur la pile),
l'adresse de retour de la procédure, une sauvegarde des paramères passée en entrée à la
procédure, voire aussi une copie de tout ou partie de la zone de registres du microprocesseur.
Une boite, ou frame, n'est donc valide que tant que l'on ne sort pas de la fonction à
laquelle elle est associée.
Il n'est donc possible d'utiliser un pointeur sur une zone de mémoire réservée sur la
pile que dans la fonction où cette mémoire est réservée et les sous fonctions appelées
par cette fonction.
Des la sortie d'une fonction, la zone la frame associée à cette fonction est éliminée
de la carte de la mémoire virtuelle. La zone occupée par l'ancienne frame se retrouve
donc contenir des données aléatoires.
En corrolaires :
La pile est réservée statiquement. Il est impossible de changer dynamiquement sa taille.
Une pile est alloué localement :
- pour le programme (variable globale non statique, ou définie comme externe),
- pour le fichier en cours (variable globale statique),
- pour la fonction en cours (variables définies en début de fonction).
La pile représente la proportion de la mémoire de travail utilisée temporairement pour un traitement particulier.
% cat frameshow.c #includeint function3(int a, int b, int c, int d) { int i_3 = 0x30303030; printf("in function3\n"); return 0x3F3F3F3F; } int function2(int a, int b, int c, int d) { int i_2 = 0x20202020; printf("in function2\n"); function3(0xCCCCCCC1, 0xCCCCCCC2, 0xCCCCCCC3, 0xCCCCCCC4); return 0x2F2F2F2F; } int function1(int a, int b, int c, int d) { int i_1 = 0x10101010; printf("in function1\n"); function2(0xBBBBBBB1, 0xBBBBBBB2, 0xBBBBBBB3, 0xBBBBBBB4); return 0x1F1F1F1F; } int final(int a, int b) { int i_final = 0x0FF00FF0; return i_final; } int main() { int i_main = 0x12345678; printf("in main\n"); function1(0xAAAAAAA1, 0xAAAAAAA2, 0xAAAAAAA3, 0xAAAAAAA4); final(0xDDDDDDD1, 0xDDDDDDD2); return 0; } % cc -g frameshow.c -o frameshow % dis frameshow **** DISASSEMBLER **** disassembly for frameshow section .text _start() 106b8: bc 10 20 00 clr %fp 106bc: e0 03 a0 40 ld [%sp + 64], %l0 106c0: 13 00 00 83 sethi %hi(0x20c00), %o1 106c4: e0 22 60 54 st %l0, [%o1 + 0x54] 106c8: a2 03 a0 44 add %sp, 68, %l1 106cc: 13 00 00 83 sethi %hi(0x20c00), %o1 106d0: e2 22 60 50 st %l1, [%o1 + 0x50] 106d4: 13 00 00 83 sethi %hi(0x20c00), %o1 106d8: e2 22 60 44 st %l1, [%o1 + 0x44] 106dc: a5 2c 20 02 sll %l0, 2, %l2 106e0: a4 04 a0 04 add %l2, 4, %l2 106e4: a4 04 40 12 add %l1, %l2, %l2 106e8: 27 00 00 83 sethi %hi(0x20c00), %l3 106ec: e8 04 e0 38 ld [%l3 + 0x38], %l4 106f0: 80 a5 20 00 cmp %l4, 0 106f4: 12 80 00 03 bne 0x10700 106f8: 01 00 00 00 nop 106fc: e4 24 e0 38 st %l2, [%l3 + 56] 10700: 2b 00 00 00 sethi %hi(__fsr_init_value), %l5 10704: aa 15 60 00 or %l5, __fsr_init_value, %l5 ! __fsr_init_value 10708: 80 90 00 15 orcc %g0, %l5, %g0 1070c: 02 80 00 12 be 0x10754 10710: 01 00 00 00 nop 10714: ad 2d 60 02 sll %l5, 2, %l6 10718: ae 0d a3 00 and %l6, 768, %l7 1071c: ac 0d 60 3f and %l5, 63, %l6 10720: ac 15 80 17 or %l6, %l7, %l6 10724: ab 2d a0 16 sll %l6, 22, %l5 10728: 29 00 00 83 sethi %hi(0x20c00), %l4 1072c: a8 15 20 3c or %l4, 0x3c, %l4 ! __crt_scratch 10730: c1 2d 00 00 st %fsr, [%l4] 10734: ec 05 00 00 ld [%l4], %l6 10738: ae 20 00 17 sub %g0, %l7, %l7 1073c: af 3d e0 1f sra %l7, 31, %l7 10740: af 2d e0 1e sll %l7, 30, %l7 10744: ac 2d 80 17 andn %l6, %l7, %l6 10748: ac 15 80 15 or %l6, %l5, %l6 1074c: ec 25 00 00 st %l6, [%l4] 10750: c1 0d 00 00 ld [%l4], %fsr 10754: 9c 23 a0 20 sub %sp, 32, %sp 10758: 80 90 00 01 orcc %g0, %g1, %g0 1075c: 02 80 00 04 be 0x1076c 10760: 90 10 00 01 mov %g1, %o0 10764: 40 00 40 f1 call atexit 10768: 01 00 00 00 nop 1076c: 11 00 00 42 sethi %hi(0x10800), %o0 10770: 40 00 40 ee call atexit 10774: 90 12 22 7c or %o0, 636, %o0 10778: 11 00 00 83 sethi %hi(0x20c00), %o0 1077c: d0 02 20 48 ld [%o0 + 0x48], %o0 10780: 80 90 00 08 orcc %g0, %o0, %g0 10784: 12 80 00 09 bne 0x107a8 10788: 01 00 00 00 nop 1078c: 11 00 00 83 sethi %hi(0x20c00), %o0 10790: d0 02 20 4c ld [%o0 + 0x4c], %o0 10794: 80 90 00 08 orcc %g0, %o0, %g0 10798: 02 80 00 04 be 0x107a8 1079c: 01 00 00 00 nop 107a0: 40 00 40 e2 call atexit 107a4: 01 00 00 00 nop 107a8: 40 00 00 b2 call _init 107ac: 01 00 00 00 nop 107b0: 90 10 00 10 mov %l0, %o0 107b4: 92 10 00 11 mov %l1, %o1 107b8: 94 10 00 12 mov %l2, %o2 107bc: 96 10 00 13 mov %l3, %o3 107c0: 40 00 00 88 call main 107c4: 01 00 00 00 nop 107c8: 40 00 40 db call exit 107cc: 01 00 00 00 nop 107d0: 40 00 40 dc call _exit 107d4: 01 00 00 00 nop 107d8: 00 01 00 00 unimp 0x10000 107dc: 00 01 00 00 unimp 0x10000 107e0: 00 01 00 00 unimp 0x10000 107e4: 00 01 00 00 unimp 0x10000 function3() 107e8: 9d e3 bf 98 save %sp, -104, %sp 107ec: f6 27 a0 50 st %i3, [%fp + 80] 107f0: f4 27 a0 4c st %i2, [%fp + 76] 107f4: f2 27 a0 48 st %i1, [%fp + 72] 107f8: f0 27 a0 44 st %i0, [%fp + 68] 107fc: 21 0c 0c 0c sethi %hi(0x30303000), %l0 10800: a0 14 20 30 or %l0, 0x30, %l0 ! 0x30303030 10804: e0 27 bf f8 st %l0, [%fp - 8] 10808: 21 00 00 42 sethi %hi(0x10800), %l0 1080c: a0 14 22 b8 or %l0, 0x2b8, %l0 ! 0x10ab8 10810: 40 00 40 cf call printf 10814: 90 14 00 00 or %l0, %g0, %o0 10818: 21 0f cf cf sethi %hi(0x3f3f3c00), %l0 1081c: a0 14 23 3f or %l0, 0x33f, %l0 ! 0x3f3f3f3f 10820: 10 80 00 04 ba 0x10830 10824: e0 27 bf fc st %l0, [%fp - 4] 10828: 10 80 00 02 ba 0x10830 1082c: 01 00 00 00 nop 10830: e0 07 bf fc ld [%fp - 4], %l0 10834: b0 14 00 00 or %l0, %g0, %i0 10838: 81 c7 e0 08 ret 1083c: 81 e8 00 00 restore 10840: 00 01 00 00 unimp 0x10000 10844: 00 01 00 00 unimp 0x10000 10848: 00 01 00 00 unimp 0x10000 1084c: 00 01 00 00 unimp 0x10000 function2() 10850: 9d e3 bf 98 save %sp, -104, %sp 10854: f6 27 a0 50 st %i3, [%fp + 80] 10858: f4 27 a0 4c st %i2, [%fp + 76] 1085c: f2 27 a0 48 st %i1, [%fp + 72] 10860: f0 27 a0 44 st %i0, [%fp + 68] 10864: 21 08 08 08 sethi %hi(0x20202000), %l0 10868: a0 14 20 20 or %l0, 0x20, %l0 ! 0x20202020 1086c: e0 27 bf f8 st %l0, [%fp - 8] 10870: 21 00 00 42 sethi %hi(0x10800), %l0 10874: a0 14 22 c8 or %l0, 0x2c8, %l0 ! 0x10ac8 10878: 40 00 40 b5 call printf 1087c: 90 14 00 00 or %l0, %g0, %o0 10880: 21 0c cc cc sethi %hi(0x33333000), %l0 10884: a0 1c 3c c1 xor %l0, -831, %l0 10888: 23 0c cc cc sethi %hi(0x33333000), %l1 1088c: a2 1c 7c c2 xor %l1, -830, %l1 10890: 25 0c cc cc sethi %hi(0x33333000), %l2 10894: a4 1c bc c3 xor %l2, -829, %l2 10898: 27 0c cc cc sethi %hi(0x33333000), %l3 1089c: a6 1c fc c4 xor %l3, -828, %l3 108a0: 90 14 00 00 or %l0, %g0, %o0 108a4: 92 14 40 00 or %l1, %g0, %o1 108a8: 94 14 80 00 or %l2, %g0, %o2 108ac: 7f ff ff cf call function3 108b0: 96 14 c0 00 or %l3, %g0, %o3 108b4: 21 0b cb cb sethi %hi(0x2f2f2c00), %l0 108b8: a0 14 23 2f or %l0, 0x32f, %l0 ! 0x2f2f2f2f 108bc: 10 80 00 04 ba 0x108cc 108c0: e0 27 bf fc st %l0, [%fp - 4] 108c4: 10 80 00 02 ba 0x108cc 108c8: 01 00 00 00 nop 108cc: e0 07 bf fc ld [%fp - 4], %l0 108d0: b0 14 00 00 or %l0, %g0, %i0 108d4: 81 c7 e0 08 ret 108d8: 81 e8 00 00 restore 108dc: 00 01 00 00 unimp 0x10000 108e0: 00 01 00 00 unimp 0x10000 108e4: 00 01 00 00 unimp 0x10000 108e8: 00 01 00 00 unimp 0x10000 108ec: 00 01 00 00 unimp 0x10000 function1() 108f0: 9d e3 bf 98 save %sp, -104, %sp 108f4: f6 27 a0 50 st %i3, [%fp + 80] 108f8: f4 27 a0 4c st %i2, [%fp + 76] 108fc: f2 27 a0 48 st %i1, [%fp + 72] 10900: f0 27 a0 44 st %i0, [%fp + 68] 10904: 21 04 04 04 sethi %hi(0x10101000), %l0 10908: a0 14 20 10 or %l0, 0x10, %l0 ! 0x10101010 1090c: e0 27 bf f8 st %l0, [%fp - 8] 10910: 21 00 00 42 sethi %hi(0x10800), %l0 10914: a0 14 22 d8 or %l0, 0x2d8, %l0 ! 0x10ad8 10918: 40 00 40 8d call printf 1091c: 90 14 00 00 or %l0, %g0, %o0 10920: 21 11 11 11 sethi %hi(0x44444400), %l0 10924: a0 1c 3f b1 xor %l0, -79, %l0 10928: 23 11 11 11 sethi %hi(0x44444400), %l1 1092c: a2 1c 7f b2 xor %l1, -78, %l1 10930: 25 11 11 11 sethi %hi(0x44444400), %l2 10934: a4 1c bf b3 xor %l2, -77, %l2 10938: 27 11 11 11 sethi %hi(0x44444400), %l3 1093c: a6 1c ff b4 xor %l3, -76, %l3 10940: 90 14 00 00 or %l0, %g0, %o0 10944: 92 14 40 00 or %l1, %g0, %o1 10948: 94 14 80 00 or %l2, %g0, %o2 1094c: 7f ff ff c1 call function2 10950: 96 14 c0 00 or %l3, %g0, %o3 10954: 21 07 c7 c7 sethi %hi(0x1f1f1c00), %l0 10958: a0 14 23 1f or %l0, 0x31f, %l0 ! 0x1f1f1f1f 1095c: 10 80 00 04 ba 0x1096c 10960: e0 27 bf fc st %l0, [%fp - 4] 10964: 10 80 00 02 ba 0x1096c 10968: 01 00 00 00 nop 1096c: e0 07 bf fc ld [%fp - 4], %l0 10970: b0 14 00 00 or %l0, %g0, %i0 10974: 81 c7 e0 08 ret 10978: 81 e8 00 00 restore 1097c: 00 01 00 00 unimp 0x10000 10980: 00 01 00 00 unimp 0x10000 10984: 00 01 00 00 unimp 0x10000 10988: 00 01 00 00 unimp 0x10000 1098c: 00 01 00 00 unimp 0x10000 final() 10990: 9d e3 bf 98 save %sp, -104, %sp 10994: f2 27 a0 48 st %i1, [%fp + 72] 10998: f0 27 a0 44 st %i0, [%fp + 68] 1099c: 21 03 fc 03 sethi %hi(0xff00c00), %l0 109a0: a0 14 23 f0 or %l0, 0x3f0, %l0 ! 0xff00ff0 109a4: e0 27 bf f8 st %l0, [%fp - 8] 109a8: e0 07 bf f8 ld [%fp - 8], %l0 109ac: 10 80 00 04 ba 0x109bc 109b0: e0 27 bf fc st %l0, [%fp - 4] 109b4: 10 80 00 02 ba 0x109bc 109b8: 01 00 00 00 nop 109bc: e0 07 bf fc ld [%fp - 4], %l0 109c0: b0 14 00 00 or %l0, %g0, %i0 109c4: 81 c7 e0 08 ret 109c8: 81 e8 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int b, int c, int d) at 0x108f0 dbx> print function2 function2 = &function2(int a, int b, int c, int d) at 0x10850 dbx> print function3 function3 = &function3(int a, int b, int c, int d) at 0x107e8 dbx> stop in main (2) stop in main dbx> run Running: frameshow (process id 28873) stopped in main at line 31 in file "frameshow.c" 31 int i_main = 0x12345678; dbx> next stopped in main at line 32 in file "frameshow.c" 32 printf("in main\n"); dbx> P $sp $sp = 0xffbef3e0 dbx> P $fp $fp = 0xffbef448 dbx> ex $sp, $fp 0xffbef3e0: 0x12345678 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0xffbef3f0: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0xff3dc890 0xffbef400: 0x00000001 0xffbef4ac 0xffbef4b4 0x00020c00 0xffbef410: 0x00000000 0x00000000 0xffbef448 0x000107c0 0xffbef420: 0x00000000 0x00000000 0x00000003 0xffbef4ac 0xffbef430: 0x00000004 0xffbef4b4 0x00000005 0xffbef5fc 0xffbef440: 0x12345678 0x00000000 0x00000001 dbx> regs current frame: [1] g0-g3 0x00000000 0xff319c04 0x00000000 0x00000000 g4-g7 0x00000000 0x00000000 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$sp $sp = 0xffbef3e0 dbx> P $fp $fp = 0xffbef448 dbx> ex 0xffbef2a8, 0xffbef448 0xffbef2a8: 0x3f3f3f3f 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0xffbef2b8: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0xffbef2c8: 0x3f3f3f3f 0xccccccc2 0xccccccc3 0xccccccc4 0xffbef2d8: 0x00000000 0x00000000 0xffbef310 0x000108ac 0xffbef2e8: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0xffbef2f8: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0xffbef308: 0x30303030 0x3f3f3f3f 0x2f2f2f2f 0xccccccc2 0xffbef318: 0xccccccc3 0xccccccc4 0x00000000 0x00000000 0xffbef328: 0x00000000 0x00000000 0x2f2f2f2f 0xbbbbbbb2 0xffbef338: 0xbbbbbbb3 0xbbbbbbb4 0x00000000 0x00000000 0xffbef348: 0xffbef378 0x0001094c 0xffbef5fc 0xccccccc1 0xffbef358: 0xccccccc2 0xccccccc3 0xccccccc4 0x00000000 0xffbef368: 0x00000000 0x00000000 0x20202020 0x2f2f2f2f 0xffbef378: 0x0ff00ff0 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0xffbef388: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0xffbef398: 0x0ff00ff0 0xddddddd2 0xaaaaaaa3 0xaaaaaaa4 0xffbef3a8: 0x000222e8 0xff29bc20 0xffbef3e0 0x00010a48 0xffbef3b8: 0xffbef3e0 0xbbbbbbb1 0xbbbbbbb2 0xbbbbbbb3 0xffbef3c8: 0xbbbbbbb4 0x00000000 0x00000000 0xff29bc20 0xffbef3d8: 0x0ff00ff0 0x0ff00ff0 0xddddddd1 0xddddddd2 0xffbef3e8: 0xaaaaaaa3 0xaaaaaaa4 0x00000000 0x00000000 0xffbef3f8: 0x00000000 0xff3dc890 0x00000001 0xffbef4ac 0xffbef408: 0xffbef4b4 0x00020c00 0x00000000 0x00000000 0xffbef418: 0xffbef448 0x000107c0 0x00000000 0xddddddd1 0xffbef428: 0xddddddd2 0xaaaaaaa3 0xaaaaaaa4 0x000222e8 0xffbef438: 0xff29bc20 0x00000000 0x12345678 0x00010764 0xffbef448: 0x00000001 dbx> regs current frame: [1] g0-g3 0x00000000 0x0000000a 0x00000000 0x00000000 g4-g7 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000 o0-o3 0x0ff00ff0 0xddddddd2 0xaaaaaaa3 0xaaaaaaa4 o4-o7 0x000222e8 0xff29bc20 0xffbef3e0 0x00010a48 l0-l3 0xddddddd1 0xddddddd2 0xaaaaaaa3 0xaaaaaaa4 l4-l7 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0xff3dc890 i0-i3 0x00000001 0xffbef4ac 0xffbef4b4 0x00020c00 i4-i7 0x00000000 0x00000000 0xffbef448 0x000107c0 y 0x00000000 ccr 0x00000099 pc 0x00010a50:main+0x70 ba main+0x80 npc 0x00010a54:main+0x74 st %g0, [%fp - 0x4]
La mémoire C
Un programme C gère la mémoire de trois façons différentes:
- La mémoire globale du segment data, accessible depuis n'importe quel endroit du programme, où sont stockées les données statiques globales,
- La mémoire globale du tas, accessible depuis n'importe quel endroit du programme, où sont stockées les données dynamiquement allouées (malloc, réalloc, free, ...)
- La mémoire locale aussi appelée la pile, accessible localement seulement, où sont passés les paramètres des fonctions et stockées les données locales et temporaires.
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Exemple :
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
static int i_stat = 4; /* Stocké dans le segment data */
int i_glob; /* Stocké dans le segment bss */
int *pi_pg; /* Stocké dans le segment bss */
/* main est stocké dans le segment text de la zone de programme */
int main(int nargs, char **args) {
/* paramètres nargs et args stockés dans la frame numéro 1 de la pile */
int *pi_loc; /* dans la frame 1 de la pile */
void *sbrk0; /* nécessaire pour stocker l'adresse de base
avant le premier malloc */
sbrk0 = (void *) sbrk(0);
if (!(pi_loc = (int *) malloc(sizeof(int) * 16)))
/* réservation de 16 x sizeof(int) sur le tas */
return 1;
if (!(pi_pg = (int *) malloc(sizeof(int) * 8))) {
/* réservation de 8 x sizeof(int) sur le tas */
free(pi_loc);
return 2;
}
printf("adresse de i_stat = 0x%08x (zone programme, segment data)\n", &i_stat);
printf("adresse de i_glob = 0x%08x (zone programme, segment bss)\n", &i_glob);
printf("adresse de pi_pg = 0x%08x (zone programme, segment bss)\n", &pi_pg);
printf("adresse de main = 0x%08x (zone programme, segment text)\n", main);
printf("adresse de nargs = 0x%08x (pile frame 1)\n", &nargs);
printf("adresse de args = 0x%08x (pile frame 1)\n", &args);
printf("adresse de pi_loc = 0x%08x (pile frame 1)\n", &pi_loc);
printf("sbrk(0) (heap) = 0x%08x (tas)\n", sbrk0);
printf("pi_loc = 0x%08x (tas)\n", pi_loc);
printf("pi_pg = 0x%08x (tas)\n", pi_pg);
free(pi_pg);
free(pi_loc);
return 0;
}
Donne sous Sparc/Solaris :
adresse de i_stat = 0x00020c70 (zone programme, segment data)
adresse de i_glob = 0x00020ca4 (zone programme, segment bss)
adresse de pi_pg = 0x00020ca8 (zone programme, segment bss)
adresse de main = 0x0001068c (zone programme, segment text)
adresse de nargs = 0xffbeefa4 (pile frame 1)
adresse de args = 0xffbeefa8 (pile frame 1)
adresse de pi_loc = 0xffbeef4c (pile frame 1)
sbrk(0) (heap) = 0x00020c00 (tas)
pi_loc = 0x00020cb8 (tas)
pi_pg = 0x00020d08 (tas)
Parallèlement, l'utilitaire elfdump donne :
index value size type bind oth ver shndx name
[17] 0x00020c68 0x00000000 SECT LOCL D 0 .data
[21] 0x00020c88 0x00000000 SECT LOCL D 0 .bss
[47] 0x00020c70 0x00000004 OBJT LOCL D 0 .data i_stat
[60] 0x00020ca4 0x00000004 OBJT GLOB D 0 .bss i_glob
[68] 0x0001068c 0x000001e0 FUNC GLOB D 0 .text main
[80] 0x00020ca8 0x00000004 OBJT GLOB D 0 .bss pi_pg
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On notera que la variables pi_pg est stockée dans le segment bss mais que les données
pointées par la variable sont elles stockées dans le tas.
De même, la variable pi_loc est stockée sur la pile, mais les données vers lesquelles elle pointe sont stockées sur le tas. |
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A retenir :
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Le tas
Exploration du tas
principes d'un allocateur memoire
Un allocateur mémoire est un ensemble de routine responsable de la gestion du tas.
Bien qu'un processus pense avoir toute la mémoire pour lui, il faut néanmoins s'assurer d'une part que cette mémoire est réellement disponible (et ne s'envolera pas toute seule lors de modifications des pages mémoires par la mmu), et d'autre part que les variables d'une fonction ne soit pas écrasées par une celles d'une autre.
Par ailleurs, les différentes sous parties d'un programme ne nécessitent pas de conserver toute la mémoire allouée pendant toute la durée de l'exécution. Par exemple, lorsque l'on referme un fichier, il est préférable libérer toute la mémoire qui lui correspond. Cet espace se verra de nouveau disponible pour ouvrir un autre document.
En résumé, l'allocateur doit se charger des taches suivantes:
- réservation de pages mémoire auprès du noyau (brk/sbrk)
- segmentation et réservation de ces pages en fonction des besoins
- remise à disposition de la mémoire précédement allouée
La réservation de pages mémoire est normalement transparent vis à vis de l'utilisateur. Par contre, la réservation et la libération de la mémoire sont des opérations en interface avec le programmeur. Les points d'entrée de ces deux opérations sont les fonctions malloc() et free(). A ces 2 opérations viennent s'ajouter realloc(), qui permet de modifier la taille d'uen zone allouée.
Allocateur minimaliste
Voyons tout d'abord un allocateur minimaliste qui ne libère pas réellement la mémoire, mais dont nous pourrons nous servir le cas échéant pour débugger la mémoire.
Allocateur standards
L'allocateur minimaliste ne répond pas au problème de la libération. Il a de plus l'inconvéniant d'appeler des routines systèmes (sbrk) peu performantes à chaque malloc.
La pile
Notion de type
Un des points les plus importants lorsque l'on parle de langage évolué est la notion de typage. Nous ne parlerons pas de la notion théorique de typage, mais de la notion pratique.
Dans la pratique, un ordinateur ne reconnait aucun type de donnée quant à son stockage en mémoire. Il n'existe pas une mémoire spécifique pour les entiers et une autre pour les caractères. La seule exception à cette règle se trouve dans les registres des microprocesseurs qui, eux, pour des raisons de performances, différencient les nombres entiers des nombres réels.
La notion de type « de bas niveau » correspond à la taille mémoire sur laquelle est encodée une entité. Le type définit donc la taille de la donnée à manipuler.
Types simples
Les types simples sont les types prédéfinis par le langage C: char, short, int, long, float, double, et les pointeurs (void *). Il est à noter que quel que soit le «type» de pointeur (char *, int * double *, void *), la taille d'encodage est toujours la même. Aussi, un pointeur générique peut être appelé void *.
Ces types ont des tailles fixées pour une architecture donnée, mais varient d'une architecture à l'autre. Il semble même que la taille d'un « octet » n'ai pas toujours été de 8bits2
Il est impératif de ne pas supposer de leur taille si l'on recherche la portabilité. On pourra utiliser sizeof(type) en lieu et place de la taille supposée.
1 #include <stdio.h>
2 int main(void) {
3 printf("sizeof(char) = %d\n", sizeof(char));
4 printf("sizeof(short) = %d\n", sizeof(short));
5 printf("sizeof(int) = %d\n", sizeof(int));
6 printf("sizeof(long) = %d\n", sizeof(long));
7 printf("sizeof(long long) = %d\n", sizeof(long long));3
8 printf("sizeof(float) = %d\n", sizeof(float));
9 printf("sizeof(double) = %d\n", sizeof(double));
10 printf("sizeof(void *) = %d\n", sizeof(void *));
11 printf("sizeof(char *) = %d\n", sizeof(char *));
12 printf("sizeof(int *) = %d\n", sizeof(int *));
13 printf("sizeof(double *) = %d\n", sizeof(double *));
14 return 0;
15 }
donne sur linux iX86:
sizeof(char) = 1
sizeof(short) = 2
sizeof(int) = 4
sizeof(long) = 4
sizeof(long long) = 84
sizeof(float) = 4
sizeof(double) = 8
sizeof(void *) = 4
sizeof(char *) = 4
sizeof(int *) = 4
sizeof(double *) = 4
A retenir:
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Alignement
Comme nous l'avons vu dans la description de la mémoire virtuelle, la mémoire est comparable à un tableau.
On ne peut, en théorie, accéder directement qu'a une case entière dont la taille correspond à la taille de la mémoire (32bits). Il n'est donc pas possible d'accéder directement à une fraction d'une case mémoire.
Or comme nous venons de le voir, les types de donnés n'ont pas obligatoirement des tailles identiques à la taille de la mémoire.
Prennons par exemple le caractère char. Celui-ci est codé sur un seul octet. Mais, dans le cas d'une mémoire de 32bits, la taille d'une case est de 4 octets. On devra donc laisser, théoriquement, 3 octets vides.
Dans la pratique, les choses sont un peu plus complexes car même si la taille du bus mémoire est prépondérante, tous les octets sont directement numérotés. Il est donc possible, par l'entremise d'outils inclus dans les microprocesseurs et les compilateurs, d'accéder à des données de 1, 2 ou 4 octets directement.
Certaines architectures imposent cependant certaines contraintes d'alignement: les données ne peuvent être stockées qu'à des adresses multiples de la taille sur laquelle est codée ces données et au maximum, à des adresses multiples de la taille du bus.
Pour vérifier si l'architecture possède une contrainte d'alignement, il suffit de compiler et de lancer le programme suivant:
1 int main(void) {
2 struct s { char a, b, c, d, e, f, g, h, i, j;} t;
3 int *pi;
4 pi = (int *) &(t.a);
5 printf("pi = %p, i = %d\n", pi, *pi);
6 pi = (int *) &(t.b);
7 printf("pi = %p, i = %d\n", pi, *pi);
8 pi = (int *) &(t.c);
9 printf("pi = %p, i = %d\n", pi, *pi);
10 pi = (int *) &(t.d);
11 printf("pi = %p, i = %d\n", pi, *pi);
12 pi = (int *) &(t.e);
13 printf("pi = %p, f = %d\n", pi, *pi);
14 pi = (int *) &(t.f);
15 printf("pi = %p, i = %d\n", pi, *pi);
16 pi = (int *) &(t.g);
17 printf("pi = %p, i = %d\n", pi, *pi);
18 return 0;
19 }
Si le programme se termine normalement, alors l'architecture n'impose pas de contrainte. Dans le cas contraire, le programme s'arrêtera brutalement avec un signal de type bus error et génèrera un core.
Pour linux AMD Athlon, le programme tourne normalement. Sur Solaris/UltraSparc, le programme s'arrète avec un "Bus error" ligne 5.
A retenir:
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Types composés
Les types composés peuvent être définis comme des agrégats de types simples ou/et composés.
La définition de types composés se fait à l'aide du mot réservé «struct», suivi de la description des différent composants.
Ces types composés définis par « struct » fonctionnent comme les types simples en ce qui concerne l'assignation5:
1 #include <stdio.h>
2 int main(void) {
3 struct s1 {int a, b;} A, B;
4 A.a = 1, A.b = 2, B.a = 3, B.b = 4;
5 A = B;
6 printf("A.a = %d\nA.b = %d\n", A.a, A.b);
7 return 0;
8 }
donne:
A.a = 3
A.b = 4
Par contre, il est impossible de faire des comparaisons sur ces types complexes (comme par exemple A==B).
La séquence des composants tient un rôle important dans la définition des types composés. En effet en raison des contraintes d'alignement précitées, les trois structures suivantes n'utiliseront pas la même quantité de mémoire:
1 #include <stdio.h>
2 struct fin {
3 char a;
4 char b;
5 char c;
6 char d;
7 float x;
8 float y;
9 float z;
10 };
11 struct moyen {
12 char a;
13 char b;
14 float x;
15 char c;
16 char d;
17 float y;
18 float z;
19 };
20 struct large {
21 char a;
22 float x;
23 char b;
24 float y;
25 char c;
26 float z;
27 char d;
28 };
29 int main(void) {
30 printf("sizeof(char) = %d\n", sizeof(char));
31 printf("sizeof(float) = %d\n", sizeof(float));
32 printf("4 * sizeof(char) + 3 * sizeof(float) = %d\n", 4 * sizeof(char) + 3 * sizeof(float));
33 printf("sizeof(fin) = %d\n", sizeof(struct fin));
34 printf("sizeof(moyen) = %d\n", sizeof(struct moyen));
35 printf("sizeof(large = %d\n", sizeof(struct large));
36 return 0;
37 }
donne les valeurs suivantes (linux iX86/AMD):
sizeof(char) = 1
sizeof(float) = 4
4 * sizeof(char) + 3 * sizeof(float) = 16
sizeof(fin) = 16
sizeof(moyen) = 20
sizeof(large) = 28
Dans le cas de la structure « fin », la séquence optimise la trace mémoire de la structure. Les 4 caractères sont contigus dans 1 case memoire de 32 bits, suivis de 3 float dont la taille est ici de 4 octets chacuns.
Dans le cas de la structure « large », la trace mémoire est maximale: pour chaque caractère, 4 octets sont occupés pour 1 seul de réellement utilisé.
Dans le cas de la structure « moyen », la trace mémoire n'est pas complètement optimisée et les 2 couple de « char » sont codés sur chacun 4 octets.
A retenir:
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Tableaux
Les tableaux sont des zones de mémoires réservées et censées recevoir un nombre maximum préétabli de données d'un type prédéfini. Cependant, un tableau ne possède pas d'indication a priori de sa propre taille.
Par exemple :
char a[4];
va réserver statiquement une zone de mémoire de la pile de 4 fois la
taille d'un « char ».
Cette zone est valide jusqu'à la fermeture du bloc en cours.
Elle est aussi adressable depuis des fonctions appelées par le bloc en cours:
1 #include <stdio.h>
2 #include <string.h>
3 void func2(char *string) {
4 strcpy(string, "func2");
5 }
6 char *func1() {
7 char string[10];
8 strcpy(string, "func1");
9 printf("func1 (a): %s\n", string);
10 func2(string);
11 printf("func1 (b): %s\n", string);
12 return string;
13 }
14 int main(void) {
15 char *s;
16 s = func1();
17 printf("main: %s\n", s);
18 return 0;
19 }
produira quelque chose qui doit ressembler à ça:
func1 (a): func1
func1 (b): func2
main: àóÿ¿éôÿàóÿôÿ¿àóÿ¿Hôÿ¿@
Mais il se peut aussi que le programme se termine par un core dump durant l'appel au dernier printf ligne 17 sur certaines plateformes si s est NULL.
En fait, la fonction "func1()" retourne un pointeur alloué dans la frame 2 (frame correspondant à "func1()"). Or, dès que l'on sort de la fonction func1() pour revenir dans main, la frame 2 est dépilée (changement de cartographie de la mémoire virtuelle). Les valeurs qui se trouvaient dans les variables allouées sur pile sont donc remplacée de manière arbitraire.
Contraitement aux types composés, il n'est pas possible d'assigner un tableau à un autre tableau. En effet, le "type tableau" ne connait pas sa taille, il ne peut pas être manipulé comme une structure.
Le type tableau est incomplet. Il n'est en fait qu'une utilisation déguisée du concept de pointeur.
A retenir:
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Notion de pointeur
Un pointeur est une zone de mémoire qui contient ou est suceptible de contenir une adresse mémoire.
Bien qu'il existe des sous types différents de pointeurs (void *, char *, short *, int *, long *, float *, double *, pointeurs de pointeurs, pointeurs sur fonctions), tous ces sous types de pointeurs ont la même taille et sont intercheangeables.
Il exite deux opérations de base : & et *
& pourrait encore s'écrie « adresse de »
et * pourrait s'écrire « valeur de »
Il est d'ailleurs tout à fait possible d'écrire des macros:
#define addressof(x) &(x)
#define valueof(x) *(x)
Exemple:
int i = 1;
int *pi = NULL;
pi = &i; /* pi = addressof(i) */
*pi = 2; /* valueof(pi) = 2 */
Pointeurs et tableaux
La notion de tableau est intrinsèquement liée à la notion de pointeur. En effet, si l'on considère la mémoire comme un tableau, le pointeur devient une manière d'adresser ce tableau de manière absolue, alors que le tableau au sens C est adressé de manière relative à son début par un indexe.
Un nom de tableau est
équivalent à un pointeur sur le premièr élément
du tableau:
a[0]f est équivalent à *a.
On peut aussi référencer le ième élément d'un
tableau a de deux manière:
a[i] ou *(a + i).
La définition de
tableaux multidimentionnelle passe aussi de manière implicite
par l'utilisation des pointeurs:
Un tableau bi-dimensionnel est un tableau de pointeurs sur tableaux unidimensionnels:
definition statique sur la pile:
float a[10][5];
définition dynamique et allocation:
float **b;
/* allocation d'un tableau de 10 pointeurs sur (float *) */
*b = (float **) malloc(10 * sizeof(float));
for (i = 0; i < 10; i++)
/* allocation de 5 float */
b[i] = (float *) malloc(5 * sizeof(float));
Pointeurs et structures
Les structures peuvent elles aussi être désignées par des pointeurs. Il est même possible d'accéder directement à un champs d'une structure à partir d'un pointeur sur structure. L'opérateur de membre passe alors de « . » à « -> »:
struct complex {float a; float b} c, *pc;
c.a = 1., c.b = 0., pc = &c;
pc->a = 2., pc->b = 1.;
Mais ce ne sont pas les seules façons de référencer des membres de structures. En effet, il existe une macro offsetof() (définie dans stddef.h) permettant de retrouver l'offset (décallage) d'un champ par rapport au premier élément de la structure qui le contient. A partir de ce décallage et en opérant les recasting qui s'imposent, il est possible d'accéder à tous les champs d'une structure :
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int
main(void) {
typedef struct {
int a;
char b[10];
double c;
} S;
int a_shift, b_shift, c_shift;
S s;
char *p;
p = (char *) &s;
a_shift = offsetof(S, a);
b_shift = offsetof(S, b);
c_shift = offsetof(S, c);
printf("offset a = %d\noffset b = %d\noffset c = %d\n", a_shift, b_shift, c_shift);
*((int *) (p + a_shift)) = 555;
strcpy(p + b_shift, "abcdef");
*((double *) (p + c_shift)) = 3.14159;
printf("s.a = %d\ns.b = \"%s\"\ns.c = %lf\n", s.a, s.b, s.c);
printf("*(int *) (p+a_shift) = %d\n (p+b_shift) = \"%s\"\n*(double *) (p+c_shift) = %lf\n",
*(int *) (p+a_shift),
(p+b_shift),
*(double *) (p+c_shift));
return 0;
}
donne :
offset a = 0
offset b = 4
offset c = 16
s.a = 555
s.b = "abcdef"
s.c = 3.141590
*(int *) (p+a_shift) = 555
(p+b_shift) = "abcdef"
*(double *) (p+c_shift) = 3.141590
Pour plus d'exemples, reportez-vous au chapitre "Exemple récapitulatif"".
Pointeurs sur fonctions
Il est possible de définir des variable « pointant » sur des fonctions.
Ces pointeurs sur fonctions sont à la base du principe de « virualisation » et, de manière plus générale, de la réutilisation de fonctions quel que soit le type des données fournies. Cette réutilisation à partir d'un typage faible, voire une absence de typage, constitue une implémentation plus élégante et plus concise que l'utisation des templates du C++.
Il est nécessaire, lors de l'usage de pointeurs sur fonctions, de définir un protocole spécifique de passage de paramètres (nombre de ces paramètres).
Le premier exemple qui vient à l'esprit lorsqu'on parle de pointeur sur fonction est la fonction qsort (dont le prototype est dè dans stdlib.h):
void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size,
int(*compar)(const void *, const void *));
Le variable de type pointeur sur fonction s'appelle compar.
Utilisons la fonction qsort:
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int float_comp(float *a, float *b) {
if (*a > *b) return 1;
if (*a < *b) return -1;
return 0;
}
void arr_print(float *arr) {
int i;
for (i = 0; i < 10; i++) printf("arr[%d] = %3.1f\n", i, arr[i]);
}
int main(void) {
float arr[10] = {5.1, 4.2, 3.3, 1.4, 7.8, 2.0, 8.9, 9.7, 0.5, 6.6};
printf("Tableau initial:\n");
arr_print(arr);
qsort(arr, 10, sizeof(float), float_comp);
printf("\nTableau final:\n");
arr_print(arr);
return 0;
}
donne:
Tableau initial:
arr[0] = 5.1
arr[1] = 4.2
arr[2] = 3.3
arr[3] = 1.4
arr[4] = 7.8
arr[5] = 2.0
arr[6] = 8.9
arr[7] = 9.7
arr[8] = 0.5
arr[9] = 6.6
Tableau final:
arr[0] = 0.5
arr[1] = 1.4
arr[2] = 2.0
arr[3] = 3.3
arr[4] = 4.2
arr[5] = 5.1
arr[6] = 6.6
arr[7] = 7.8
arr[8] = 8.9
arr[9] = 9.7
Dans cet exemple, la fonction qsort utilise un pointeur sur une fonction de pomparaison. Nous avons vu comment définir la foncition de comparaison (ici float_comp) et comment la passer en paramètre à la fonction qsort.
La compilation du code précédent produit néanmoins un message d'avertissement à cause de
la différence de typage entre la fonction float_comp() et la fonction attendue par qsort.
-
Ce message peut être éliminé de plusieurs facons:
- en modifiant la définition de la fonction float_comp:
int float_comp(void *a, void *b) { if (*(float *)a > *(float *)b) return 1; ... - en recastant la fonction float_comp lors de l'appel à qsort:
qsort(arr, 10, sizeof(float), (int(*)(const void *, const void *)) float_comp);
Il est également possible de simplifier l'écriture de la seconde méthode en définissant un type de pointeur sur fonction:
typedef int (*comp_f)(const float *, const float *);
Le recast de la fonction float_comp s'écrira alors:
qsort(arr, 10, sizeof(float), (comp_t) float_comp);
Les pointeurs sur fonctions sont aussi très utils pour la définition de "classes". Les meilleurs exemples de ces techniques se trouvent dans l'implémentations des systèmes de fichiers du noyau Linux, ou encore dans l'architecture GTK/Gnome.
En ce qui concerne le noyau Linux, on pourra regarder le header linux/fs.h, et en particulier la structure address_space_operations (noyau 2.4.18):
struct address_space_operations {
int (*writepage)(struct page *);
int (*readpage)(struct file *, struct page *);
int (*sync_page)(struct page *);
/*
* ext3 requires that a successful prepare_write() call be followed
* by a commit_write() call - they must be balanced
*/
int (*prepare_write)(struct file *, struct page *, unsigned, unsigned);
int (*commit_write)(struct file *, struct page *, unsigned, unsigned);
/* Unfortunately this kludge is needed for FIBMAP. Don't use it */
int (*bmap)(struct address_space *, long);
int (*flushpage) (struct page *, unsigned long);
int (*releasepage) (struct page *, int);
#define KERNEL_HAS_O_DIRECT /* this is for modules out of the kernel */
int (*direct_IO)(int, struct inode *, struct kiobuf *, unsigned long, int);
};
Cette structure définit les méthodes communes à tous les systèmes de fichiers.
Pour plus d'exemples, reportez-vous au chapitre "Exemple récapitulatif"".
Désignation des données
La désignation de données peut s'effectuer de plusieurs manières par valeur, par adresse
Désignation par valeur
La désignation d'une donnée par sa valeur se fait soit en appelant le nom de la variable, si celle-ci n'est pas un pointeur vers la donnée:
int i = 1;
i est alors « mis pour » 1.
Si la variable est un
pointeur, il est nécessaire de passer par l'opératieur
« valueof() » (*):
int i = 1, *pi;
pi = &i; /* pi = addressof(i) */
Alors, *pi est « mis pour » 1;
Désignation par adresse
La désignation par adresse se fait soit en prenant l'adresse d'une variable par l'opérateur « addressof() » (&):
float f = 2.;
&f désigne l'adresse de la variable f.
Ou encore, si la variable est un pointeur:
float f = 2., *pf;
pf = &f;
pf désigne l'adresse de f
Passages de paramètres
L'appel à une fonction recopie les valeurs des paramètres sur la pile. On a donc une copie locale des données accessibles à partir de nouveaux noms de variables, ceux définis dans le prototype d'appel à la fonction. Si une modification de la valeur d'une telle variable est faite, cette modification est locale.
Si une variable passée en paramètre est un pointeur et que l'on modifie la valeur pointée:
*p = valeur; /*valueof(p) = valeur */
alors, la modification n'est plus locale:
soit le programme:
1 #include <stdio.h>
2 void func(int i, int j, int *pk) {
3 printf("&i = %p (%u), &j = %p (%u), &pk = %p (%u)\n", &i, &i, &j, &j, &pk, &pk);
4 *pk = i + j;
5 i = 3, j = 4;
6 printf("i = %d, j = %d, pk = %x (%u), *pk = %d\n", i, j, pk, pk, *pk);
7 }
8 int main(void) {
9 int a = 1, b = 2, c = 0;
10 printf("&a = %p (%u), &b = %p (%u), &c = %p (%u)\n", &a, &a, &b, &b, &c, &c);
11 printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
12 func(a, b, &c);
13 printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
14 return 0;
15 }
&a = 0xbffff4b4 (3221222580), &b = 0xbffff4b0 (3221222576), &c = 0xbffff4ac (3221222572) a = 1, b = 2, c = 0 &i = 0xbffff490 (3221222544), &j = 0xbffff494 (3221222548), &pk = 0xbffff498 (3221222552) i = 3, j = 4, pk = bffff4ac (3221222572), *pk = 3 a = 1, b = 2, c = 3
Les variables i et j sont bien locales à fonction func. La modification de leur valeur n'est que locale.
Par contre, le passage d'un pointeur en argument permet la modification de la valeur pointée.
Exemple récapitulatif
Voici un petit exemple récapitulatif. A vous de retrouver les différentes techniques vues et
d'ajouter les commentaires.
(ce code compile sans erreur ni warning avec gcc -Wall -ansi -pedantic)
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
void * object_new();
void * object_destroy(void *);
typedef struct {
int type;
void * (*destroy)(void *);
void * (*new)();
} object_t, *pobject_t;
object_t
object_defaults() {
object_t o;
o.type = 1;
o.new = object_new;
o.destroy = object_destroy;
return o;
}
typedef struct {
object_t o;
int (*get)(void *);
int (*set)(void *, int);
int i;
} int_t, *pint_t;
void *object_destroy(void *po) {
printf("destroy object_t\n");
if (!po) return NULL;
free(po);
return NULL;
}
void *
object_new() {
pobject_t po;
printf("create object_t\n");
if (!(po = (pobject_t) malloc(sizeof(object_t)))) return NULL;
*po = object_defaults();
return (void *) po;
}
int
int_get(void *pi) {
if (!pi) return -1;
return ((pint_t) pi)->i;
}
int
int_set(void *pi, int i) {
if (!pi) return -1;
return ((pint_t) pi)->i = i;
}
void *
int_new() {
pint_t pi;
printf("create int_t\n");
if (!(pi = (pint_t) malloc(sizeof(int_t)))) return NULL;
pi->o = object_defaults();
pi->o.type = 2;
pi->o.new = int_new;
pi->i = 0;
pi->get = int_get;
pi->set = int_set;
return pi;
}
int
main(void) {
pobject_t po;
pint_t pi;
po = (pobject_t) (pi = int_new());
printf("po = %p\npi = %p\n", (void *) po, (void *) pi);
printf("type de po: %d\n", po->type);
printf("type de pi: %d\n", pi->o.type);
pi->set((void *) pi, 555);
printf("valeur de pi->i = %d\n", pi->i);
printf("valeur de pi->get(pi) = %d\n", pi->get((void *) pi));
printf("valeur de ((pint_t) po)->i = %d\n", ((pint_t) po)->i);
printf("valeur de ((pint_t) po)->get((void *) po) = %d\n", ((pint_t) po)->get((void *) po));
((pobject_t) pi)->destroy((void *) pi);
return 0;
}
donne:
create int_t po = 0x8049aa0 pi = 0x8049aa0 type de po: 2 type de pi: 2 valeur de pi->i = 555 valeur de pi->get(pi) = 555 valeur de ((pint_t) po)->i = 555 valeur de ((pint_t) po)->get((void *) po) = 555 destroy object_t
