经批准的原始指针操作语法答案

【问题标题】：Approved syntax for raw pointer manipulation经批准的原始指针操作语法
【发布时间】：2011-01-18 02:56:12
【问题描述】：

我正在制作一个内存块复制例程，需要以有效的块处理原始内存块。我的问题不是关于我正在制作的专门复制例程，而是关于如何正确检查 C 中的原始指针对齐。

我有一个原始的内存指针，假设它已经被转换为非空字符 *。在我的架构中，当它与 64 字节块对齐时，我可以非常有效地复制 64 字节块中的内存。所以（标准）技巧是我将在头部和/或尾部“手动”做一个简单的 0-63 字节副本，以将副本从任意长度的任意 char* 转换为具有多个倍数的 64 字节对齐指针长度为 64 字节。

现在的问题是，您如何合法地“检查”指针以确定（和操纵）其对齐方式？显而易见的方法是将其转换为整数并仅检查位：

char *pointer=something.
int p=(int)pointer;
char *alignedPointer=(char *)((p+63)&~63);

注意这里我意识到alignedPointer 不指向与指针相同的内存......这是我可以调用我的高效复制例程的“四舍五入”指针，我将处理任何其他字节手动开始。

但是编译器（有理由）在将指针转换为整数时会发疯。但是我还能如何检查和操作 LEGAL C 中指针的低位？理想情况下，使用不同的编译器我不会收到错误或警告。

【问题讨论】：

应该没问题，只要int 的大小与您的指针类型相同。
你可能还想看看stackoverflow.com/questions/1898153/…
啊，但是您假设指针以二进制形式存储从 MSB 到 LSB。我们有什么？ 未定义的行为！（就像致命武器的人所说的外交豁免权！）仅仅因为它在现实世界中有效并不能使它变得更少未定义。 ;-)
@pennington - 你为什么说字节序是预设的？如果你说“& 0x0f”，0x0F 的含义是明确的。它将由编译器以与指针相同的字节序存储。不会吗？现在，如果您将指针转换为字节数组，那么您确实需要担心。
您平台上的系统memcpy( ) 真的没有经过调整以利用这一点吗？

标签： c pointers alignment bit-manipulation portability

【解决方案1】：

对于大到足以容纳指针的整数类型，C99 stdint.h 有：

uintptr_t
intptr_t

对于数据长度有：

size_t
ssize_t

早在 C99 之前就已经存在了。

如果您的平台没有这些，您可以通过仍然使用这些类型名称并为它们设置合适的typedefs 来最大限度地提高代码的可移植性。

【讨论】：

啊，但是如何从未对齐的指针中获得 aligned 指针？

【解决方案2】：

我不认为过去人们不愿意做自己的 bit-banging，但也许当前的“不要碰那个”的情绪将有利于某人创建某种用于对齐指针的标准库.由于缺少某种官方 api，您别无选择，只能通过 AND 和 OR。

【讨论】：

+1 在过去，没有未定义的行为。如果你的编译器做了你想让它做的事情，那就足够了。

【解决方案3】：

尝试使用保证与指针大小相同的数据类型而不是 int（Win32/64 上的 INT_PTR）。也许编译器不会吓坏太多。 :) 或者使用联合，如果 64 位兼容性不重要。

【讨论】：

【解决方案4】：

从整数转换指针是有效的，但结果是实现定义的。见标准第 6.3.2.3 节。其意图似乎是任何熟悉该系统的人都会期望得到结果，实际上这似乎是实践中的例行公事。

如果所讨论的架构可以有效地交替操作指针和整数，而问题只是它是否适用于该系统的所有编译器，那么答案是它可能无论如何都可以。

（当然，如果我正在编写这段代码，我会认为它是原样的，直到证明不是这样。我的经验是，给定系统的编译器在这种级别上的行为都非常相似；汇编语言只是建议一种特定的方法，然后所有人都采用。）

“可能有效”虽然不是很好的一般建议，所以我的建议是编写有效的代码，将其包围起来足够合适 #ifdefs 只有已知的编译器才能编译它，然后推迟在其他情况下发送至memcpy。

#ifdef 很少是理想的，但与其他可能性相比，它相当轻量级。如果需要实现定义的行为或特定于编译器的技巧，那么无论如何选择都是非常有限的。

【讨论】：

“汇编语言只是提出了一种特定的方法”——我将开始在软件辩论中使用这个短语，不管适用性如何。