void 指针是如何实现的？答案

【问题标题】：How are void pointers implemented?void 指针是如何实现的？
【发布时间】：2020-10-18 22:45:49
【问题描述】：

我想知道 void 指针是如何实现的。我试图用 x86-64 在 Godbolt 上找到它（你可以看到它here），但它没有透露任何东西。 void指针是如何实现的？

编辑： 这是我使用的代码：

int main() {
    int volatile y = 123;
    void* volatile x = &y;
}

我想在这里看到的只是x 的样子。我放 volatile 是为了让 gcc 不会把它当作死代码来消除。

【问题讨论】：

我不确定您希望在那里看到什么。 y 位于 -12(%rsp)，x 位于 -8(%rsp)。它将指向 y 的指针加载到 rax，将值 123 存储到 -12(%rsp)，然后将 rax 存储到 -8(%rsp)。
我建议在问题中包含您的实验代码，以及以这种方式设计该实验的某种原因。
@PeterCordes -- 我更新了我的问题。

标签： c pointers assembly x86-64 void-pointers

【解决方案1】：

一般来说，x86-64 处理器上的所有指针都是简单的 8 字节值，其中包含一些内存地址。只有编译器在乎他们指向什么。

【讨论】：

【解决方案2】：

在我看来，asm 清楚地表明void* 使用与其他指针相同的对象表示，例如int*，因此与void* 之间的转换是一个只保留编译器类型的空操作系统开心。

asm 中的所有内容都只是字节，您可以根据需要对其进行整数运算。 指针只是可以取消引用的整数。 例如在 x86-64 asm 中，+1 到 uintptr_t 与 +1 到 char* 没有什么不同，因为 C 将 sizeof(char) 定义为 1，并且 x86-64 是字节可寻址的，因此每个整数增量到指针是一个新字节。（因此 x86-64 上的 C 实现使用 CHAR_BIT=8）。

void* 只是一种可以保存任何指针值的类型，但这并不能让你用+1 或其他任何东西对其进行数学运算。 OTOH 在 C 中，您不需要强制转换以将其他指针类型分配给/从它。

所有这些都来自具有平坦内存模型的 x86-64，而不是 seg:off 或其他东西。并且该函数指针具有与数据指针相同的表示。在假设的机器（或 C 实现）上，您可能会看到 void* 的特别之处。

例如在字可寻址内存之上模拟 CHAR_BIT=8 的机器可能具有sizeof(char*) > sizeof(int*)，但void* 必须足够宽以容纳任何可能的指针，甚至可能具有与两者不同的格式。（有一个狭窄的char，你实际上不能以线程安全的方式存储（没有包含单词的非原子 RMW）对于 C11 是不可行的。）

半相关：Does C have an equivalent of std::less from C++? 谈论 C 指针如何在其他假设的非简单实现中工作。不过，seg:off 指针模型不会使 void* 与 int* 不同。

【讨论】：

【解决方案3】：

除了上面的答案，内存没有任何类型。任何一般来说，每个指针类型基本上都是一个无符号长整数值，指向内存中的某个地址。

原来C语言没有void*，char*是通用指针类型。并引用C: A Reference Manual：

使用char* 的问题是编译器无法检查程序员总是正确地转换指针类型

【讨论】：