¿Existen limitaciones de tamaño para las estructuras C?

¿Existen limitaciones de tamaño para las estructuras C?

Del estándar C:

5.2.4.1 Límites de traducción

1 La implementación deberá poder traducir y ejecutar al menos un programa que contenga al menos una instancia de cada uno de los siguientes límites:

… — 65535 bytes en un objeto (solo en un entorno alojado)
… — 1023 miembros en una sola estructura o sindicato
… — 63 niveles de estructura anidada o definiciones de unión en una sola lista de declaración de estructura … 13) Las implementaciones deben evitar imponer límites de traducción fijos siempre que sea posible.

Aparte de eso, el límite superior es SIZE_MAX (valor máximo para size_t).

Desde el sizeof operador produce un resultado de tipo size_tel límite debe ser SIZE_MAX.

Puede determinar el valor de SIZE_MAX Me gusta esto:

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

int main (void) {
  printf("%zu", SIZE_MAX);
  return 0;
}

Esto es lo que el compilador debería permitir. Lo que permite el entorno de tiempo de ejecución es otra historia.

Declarar un objeto de tamaño similar en la pila (localmente) en la práctica no funcionará ya que la pila es probablemente mucho, mucho más pequeña que SIZE_MAX.

Tener un objeto de este tipo globalmente podría hacer que el cargador ejecutable se queje al iniciar el programa.

Análisis empírico

En la práctica, las implementaciones como GCC parecen permitir solo estructuras más pequeñas que size_ttal vez obligado por PTRDIFF_MAX. Ver también: ¿Cuál es el tamaño máximo de una matriz en C?

Utilizando:

 for i in `seq 32`; do printf "typedef struct { S$i x; S$i y; } S$(($i+1));\n"; done

Hacemos el programa:

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

typedef struct { uint8_t i; } S0;
typedef struct { S0 x; S0 y; } S1;
typedef struct { S1 x; S1 y; } S2;
typedef struct { S2 x; S2 y; } S3;
typedef struct { S3 x; S3 y; } S4;
typedef struct { S4 x; S4 y; } S5;
typedef struct { S5 x; S5 y; } S6;
typedef struct { S6 x; S6 y; } S7;
typedef struct { S7 x; S7 y; } S8;
typedef struct { S8 x; S8 y; } S9;
typedef struct { S9 x; S9 y; } S10;
typedef struct { S10 x; S10 y; } S11;
typedef struct { S11 x; S11 y; } S12;
typedef struct { S12 x; S12 y; } S13;
typedef struct { S13 x; S13 y; } S14;
typedef struct { S14 x; S14 y; } S15;
typedef struct { S15 x; S15 y; } S16;
typedef struct { S16 x; S16 y; } S17;
typedef struct { S17 x; S17 y; } S18;
typedef struct { S18 x; S18 y; } S19;
typedef struct { S19 x; S19 y; } S20;
typedef struct { S20 x; S20 y; } S21;
typedef struct { S21 x; S21 y; } S22;
typedef struct { S22 x; S22 y; } S23;
typedef struct { S23 x; S23 y; } S24;
typedef struct { S24 x; S24 y; } S25;
typedef struct { S25 x; S25 y; } S26;
typedef struct { S26 x; S26 y; } S27;
typedef struct { S27 x; S27 y; } S28;
typedef struct { S28 x; S28 y; } S29;
typedef struct { S29 x; S29 y; } S30;
/*typedef struct { S30 x; S30 y; } S31;*/
S30 s;

int main(void) {
    printf("%jx\n", (uintmax_t)sizeof(s));
    return 0;
}

y luego en Ubunbu 17.10:

$ arm-linux-gnueabi-gcc --version
arm-linux-gnueabi-gcc (Ubuntu/Linaro 7.2.0-6ubuntu1) 7.2.0
Copyright (C) 2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

$ arm-linux-gnueabi-gcc -std=c99 main.c

obras. Pero si descomentamos S31falla con:

main.c:35:16: error: type ‘struct <anonymous>’ is too large
typedef struct { S30 x; S30 y; } S31;

Entonces, el tamaño máximo está entre 2^30 y (2^31 – 1).

Entonces podemos convertir S30 para:

typedef struct { S29 x; S29 y; uint8_t a[(2lu << 29) - 1]; } S30;

y con eso determinamos que el tamaño máximo es en realidad 2^31 - 1 == PTRDIFF_MAX sobre esta implementación.