只要进程处于活动状态，const char* 文字字符串是否就持久存在？

Question

我有如下功能：

const char* get_message() {
    return "This is a constant message, will NOT change forever!";
};

const char* get_message2() {
    return "message2";
};

我计划在我的应用程序的任何地方使用它们，即使在不同的线程中。

const char*我想知道这些字符串的生命周期，即在函数之外使用这些字符串是否安全get_message。

我猜想硬编码const char*字符串将被编译到应用程序的代码段而不是数据段中，所以也许像上面那样使用它们是安全的？

Answer 1

从标准给出答案，"message"是一个字符串文字，并且字符串文字具有静态生命周期，这意味着该对象（char const[N]包含字符的对象）具有整个程序的生命周期。（对于具有重要构造函数或析构函数的对象来说，情况要复杂一些）。因此指向它的指针在程序的生命周期内都有效。

Answer 2

是的，这样做是安全的。你的假设是正确的。

Answer 3

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const char*我想知道这些字符串的生命周期，即在函数之外使用这些字符串是否安全get_message。

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那么快速浏览一下标准。

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评估字符串文字会产生具有静态存储持续时间的字符串文字对象，该对象从上面指定的给定字符初始化。未指定所有字符串文字是否不同（即存储在不重叠的对象中）以及字符串文字的连续计算是否产生相同或不同的对象。[注意：尝试修改字符串文字的效果未定义。\xe2\x80\x94结束注]

\n\xe2\x80\x94-ISO/IEC JTC1 SC22 WG21 N4860（第 5.13.5 节 [字符串文字]）

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所以是的。在函数计算字符串文字并将 a 返回const char*到字符串文字后，标准确保该字符串文字将被赋予静态存储持续时间。

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Answer 4

简短的答案是字符串文字“message2”将与进程一样存在于内存中，但在. 罗达塔部分（假设我们谈论 ELF 文件）。

我们返回指向字符串常量的指针，但正如我们稍后将看到的，没有在任何地方定义单独的内存来存储该指针，并且没有必要，因为字符串的地址是在代码中计算的，并在每次函数调用时const char *使用寄存器 $ rax返回叫。

但是让我们看看代码中gdb发生了什么

我们在函数中放置断点，返回指向常量字符串的指针，我们看到汇编代码和流程图：

代码通过以下指令获取该字符串：

0x000055555555514a <+8>:    lea    0xeb3(%rip),%rax        # 0x555555556004

该指令的作用是计算“message2”的地址。我们在这里看到 PIC（位置无关代码）的含义。

“message2”字符串的地址不是硬编码为绝对地址，而是计算为相对地址，作为下一条指令地址 (0x555555555151 + 0xeb3) 的硬编码偏移 0xeb3 并放入寄存器rax中。

相对寻址（当前地址+/-偏移量）的目的意味着进程将始终获得“message2”的正确地址，无论它加载到内存中的何处。

所以在这里我们看到const char *你问的实际上并不存在于内存中，因为地址是“动态”计算并使用 $rax 返回的：

我们在 $rax 中有地址：

(gdb) i r $rax
rax   0x555555556004      93824992239620

它保存“message2”的地址：

(gdb) x/s 0x555555556004
0x555555556004: "message2"

现在让我们看看进程地址映射中的地址0x555555556004在哪里：

0x555555556000     0x555555557000     0x1000     0x2000  r--p   /home/drazen/proba/main

因此，该部分不可执行且不可写，只是可读且私有（r--p），这是有道理的，因为这不是共享库。

当我们检查 readelf 时，它显示它位于 ELF 文件的 .rodata 部分：

drazen@HP-ProBook-640G1:~/proba$ readelf  -x .rodata main

Hex dump of section '.rodata':
0x00002000 01000200 6d657373 61676532 00       ....message2.

所以答案是，这个字符串不会被硬编码在 ELF 文件的代码段.text中，而是只读数据段.rodata，但是，当内存中存在长进程时，它会存在。

只是为了添加一些小细节，这个常量字符串当然会通过引用（地址）返回到 main() 函数，但不是在堆栈上，而是在寄存器rax中：

(gdb) i r
rax   0x555555556004      93824992239620
rbx   0x0 

希望能帮助到你！