内存表示与C中变量值之间的关系是什么？

Question

在C中,确实如此:

[8-bit] signed char: -127 to 127
[8-bit] unsigned char: 0 to 255

但是在记忆中真的发生了什么？是一个带有二进制补码的带符号的char和一个没有任何特定表示的无符号字符(即11111111的序列)？

可执行文件如何跟踪它正在读取的变量类型,以确定CPU寄存器中的值是否被解释为两个补码？是否有一些元数据将变量名称与其类型相关联？

谢谢!

Answer 1

没有元数据.最终执行由底层硬件完成,因为编译器在对这些类型执行某些操作时使用不同的指令.比较装配时,它会变得更加明显.

void test1()
{
  char p = 0;
  p += 3;
}

void test2()
{
  unsigned char p = 0;
  p += 3;
}

你在这里看到的是由上面发布的源代码编译器编译的指令.编译没有优化-O0这是创建的clang 3.7程序集.如果您不熟悉,可以忽略大部分说明.继续关注movsx和movzx.这两条指令区别对待内存位置的方式.

test1():                              # Instructions for test1
    push    rbp
    mov rbp, rsp
    mov byte ptr [rbp - 1], 0
    movsx   eax, byte ptr [rbp - 1]   <-- Move byte to word with sign-extension
    add eax, 3
    mov cl, al
    mov byte ptr [rbp - 1], cl
    pop rbp
    ret

test2():                              # Instructions for test2
    push    rbp
    mov rbp, rsp
    mov byte ptr [rbp - 1], 0
    movzx   eax, byte ptr [rbp - 1]   <-- Move byte to word with zero-extension
    add eax, 3
    mov cl, al
    mov byte ptr [rbp - 1], cl
    pop rbp
    ret