将指针的最低有效位设置为 0 [重复]答案

【问题标题】：Setting least significant bit of a pointer to 0 [duplicate]将指针的最低有效位设置为 0 [重复]
【发布时间】：2015-05-09 00:13:33
【问题描述】：

我有一个 size_t * 变量，我想将其最低有效位设置为 0。由于它从 1 开始，我尝试了以下方法。

size_t * next_chunk = stack_mem.start;
int n = (int)next_chunk;
n ^= 1 << 1;
next_chunk = (size_t)n;

这可能是大错特错。

【问题讨论】：

首先，next_chunk 是一个您似乎使用不正确的指针。你可能需要做int n = (int)*next_chunk;
您为什么要这样做？以这种方式操纵指针值是一件可怕的事情。然后，永远不要通过int 投射指针，这可能会丢失信息。最好的类型是uintptr_t，它保证有必要的宽度，并且因为它是一个无符号类型，所以通常的位操作是明确定义的。
从size_t* 到int 的转换是非常不安全的，因为指针的大小通常是 4 或 8 字节，而整数的大小通常是 2 或 4 字节（取决于您的平台）。顺便说一句，更糟糕的是，“在回来的路上”，你甚至没有回滚到size_t*，而是回溯到size_t！！！
@ForceBru：我相信 OP 试图掩盖指针的值，而不是指向数据的值（否则，他为什么要转换为 int 而不是size_t?)。
stackoverflow.com/questions/11815894/…

标签： c pointers bit-manipulation

【解决方案1】：

首先，您必须确保使用与指针大小相同的整数类型。在大多数 64 位平台上，ints 是 32 位的，而指针是 64 位的，因此在转换为 int 时会损坏指针。 size_t 通常可以完成这项工作，除了一些奇异的内存模型。

然后我建议使用一个联合，它允许在不进行任何强制转换的情况下修改指针的位：

union {
    size_t *pointer;
    size_t  integer;
} u;

u.pointer = next_chunk;
u.integer &= ~1;
next_chunk = u.pointer;

正如其他人已经指出的那样，您可以通过与按位取反的位模式进行与运算来清除整数的位，在最低有效位的情况下为 1。

【讨论】：

为什么你更喜欢工会而不是演员？联合意味着对未修改的数据进行就地重新检查（因此对浮点位模式等有用），但在这里没有理由这样做：在精心设计的代码中，“读取模式”与“检查模式”，因此让系统转换值（在任何安全的地方都可能是无操作）而不对指针表示做进一步的假设是语义上更干净的事情。（当这正是intptr_t 存在的目的时，为什么还要使用size_t？）
@Leushenko 任何体面的编译器都会在通过联合转换时生成最佳代码。所以最后，这只是一个品味问题。我选择了size_t，因为intptr_t 仅在C99 中可用。
通用系统上的代码应该是一样的，但是联合意味着不同的访问模式。这主要是一个设计问题，尽管系统在转换指针和整数 (Keith Thompson gives an example) 时可以使用除 no-op 之外的其他东西，这会使联合在稀有平台上无效。请注意，共享联合字段也是 C99 功能。
@Leushenko 我不明白为什么联合会暗示某种访问模式。您是对的，通过联合访问可能具有与强制转换不同的语义，但这不会使操作无效。此外，Keith Thompson 提到的 Cray T90 在将指针转换为整数时似乎仍然使用空操作。只有指针的按位表示是不寻常的。 “共享联合字段”是什么意思？我的代码是有效的 C89。
好的，它不会是无效的，但它会有所不同。也许这不是问题。在联合上，C89 将其声明为“实现定义的”并且不保证位模式实际上会被保留，而 C99/11 会（尽管我将其误记为“未定义”，这是完全不同的蠕虫罐头） )。

【解决方案2】：

将从位位置 1 开始的最低有效位设置为值 0 的工作原理如下。

n &= ~((0x01) << 1)

我认为有问题的 sn-p 中的代码没有正确使用。

【讨论】：

【解决方案3】：

试试下面的

n &= ~0 << 1;

另一种方法是

n = ( ( unsigned int )n >> 1 ) << 1;

考虑到将指针转换为 int 类型的对象是不安全的。

如果您的意思是设置指针指向的对象的最低有效位，那么操作将如下所示

*next_chunk &= ~0 << 1
*next_chunk = ( *next_chunk >> 1 ) << 1;

【讨论】：

这可能会解决手头的特定“位问题”，但您并不是指 OP 代码中的其他几个（主要）问题。从size_t* 到int 的转换非常不安全，因为指针的大小通常为4 或8 个字节，而整数的大小通常为2 或4 个字节（取决于您的平台）。顺便说一句，更糟糕的是，“在回来的路上”，OP 甚至没有投射到 size_t* 而是投射到 size_t ！！！
从指针转换为 int 并返回是安全的。使用 right int 类型（即uintptr_t）不会有任何问题。

【解决方案4】：

您确定要取消设置内存中某个位置的最低有效位吗？我想，您想使用位于具有此地址的位置的值来执行此操作。也许，你需要

size_t * next_chunk = stack_mem.start;
*next_chunk &= ~0 << 1;

UPD：在所有概率下，指针值（即内存地址）都会对齐，换句话说，它的最后一位或两位为零。

UPD2：要自己进行某种对齐，您需要删除第二行开头的星号

size_t * next_chunk = stack_mem.start;
next_chunk &= ~0 << 1;

【讨论】：

我相信 OP 试图掩盖指针值中的一点，而不是指向数据的值（否则，他为什么要转换为 int 而不是 size_t ?)。
@barakmanos 我不能确定。这就是我问的原因。
我正在尝试编辑实际指针而不是它指向的值
另外，如果您想知道最低有效位通常会告诉您数据是空闲的还是在 C 中分配的，我正在尝试制作一个垃圾收集器
@ManPerson 我为我的误解道歉。