为什么C和go的地址空间范围不一致？

Question

用C和go语言分别打印int类型地址的，进行对比。

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C版本：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a=0;
    printf("%p\n", &a);
    return 0;
}

输出：
0x7fff5510b888
可以看到输出地址为12位16进制格式。

go版本:

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    a := 1
    fmt.Printf("%p\n", &a)
}

输出：
0x8201c82d0
可以看到输出的地址为8位16进制格式。

问题来了：

为什么地址空间长度不一致？
是不是意味着go的地址空间范围比c小，
哦，go不支持指针运算。

Answer 1

这2个地址没啥可比性，一个是真实的地址(C&C++)，一个是跑在GC上的地址。

package main

/*
#include <stdio.h>

void MyPrint(int arg){
        printf("calling from C %p\n", &arg);
}
*/
import "C"
import "fmt"

func main() {
        var a int = 0
        fmt.Printf("calling from go %p\n", &a)
        C.MyPrint(C.int(a))
}

输出

root@ubuntu:/test# ./main 
calling from go 0xc82000a300
calling from C 0x7ffc3cf58fdc

PS: 上面的例子其实并不是很适合，但能看出来同样的数据类型，在go和c里面地址空间是不同的。
之所以说这个例子不是很合适是因为：

1) c.int(a) 将a类型从go的int转换成c的int时, 中间可能是数据的拷贝，而非数据的引用。
2) MyPrint的参数是int，而非int*（go不支持对C.int取地址），中间在C的层面上肯定有数据拷贝。

所以在MyPrint里的参数和外面的参数不是引用到同样的一个内存空间。但该例子应该能说明同样的int类型，在go和C里面的地址格式是有区别的。

Answer 2

《go源码剖析》中说，因为go的运行时使用mmap申请内存储存动态对象，并非使用系统提供的堆区，所以地址有点奇怪。

这段地址是 VA 还是 GC 的地址，要直接看反汇编。由于我电脑上没有 Go 的环境，我从书里面找了一段（26~27）：

func test() *int {
    x := new(int)
    *x = 0xAABB
    return x
}

反汇编过来是：

TEXT main.test(SB) test.go
     test.go:5   SUBQ $0x10, SP     
     test.go:6   LEAQ 0x56d46(IP), BX     
     test.go:6   MOVQ BX, 0(SP)     
                 ; x := new(int)
     test.go:6   CALL runtime.newobject(SB)    
     test.go:6   MOVQ 0x8(SP), AX 
                 ; *x = 0xAABB    
     test.go:7   MOVQ $0xaabb, 0(AX)
                 ; return x   
     test.go:8   MOVQ AX, 0x18(SP)   
     test.go:8   ADDQ $0x10, SP     
     test.go:8   RET

大家可以看到，指针x直接扔给了 CPU，没有经过 runtime 的转化，所以是 VA 而不是 GC 虚拟出来的地址。

go源码剖析

Answer 3

1. 你的C语言估计编译的是64位程序，在x64位程序中，地址的长度为8个字节。

2. go语言不支持指针操作，只能用unsafe.pointer封装。因此你看到的地址实际上并不存在于内存中，而是go语言封装后的结果。

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刚看到题主更新了答案，似乎对我提出的go语言不支持指针运算有异议。
那么请题主谷歌后回复：

1. windows系统下内存有大于0x7ffffff的吗？

2. go语言指针在不启用unsafe.point封装的情况下支持算术运算吗？