为了避免溢出，对象可以接近最大指针值

How near to the maximum pointer value can an object be to avoid overflow?

本文关键字：接近 指针 对象 溢出      更新时间：2023-10-16

一个有效指针（作为全局指针，在堆栈上分配，malloc、new、VirtualAlloc或程序/库可能使用的任何其他分配方法）可以接近最大值多少，这样ptr + n就有溢出的风险？

我遇到了很多在处理字符串/数组时向指针添加值的代码（在C++中，有时也在通用的"随机访问迭代器"模板函数中）。

例如

auto end = arr_ptr + len; //or just whatever some_container.end() returns
for (auto i = begin; i < end; ++i) { ... }
for (auto i = begin; i + 2 <= end; i += 2) { ...i[0]...i[1]... }
if (arr_ptr + 4 <= end && memcmp(arr_ptr, "test", 4) == 0) { ... }
if (arr_ptr + count > end) resize(...);

最后一个数组元素以0xFFFFFFFF结束（假设为32位），这样end == 0是否有效？如果不是，它能有多近？

我认为总是使用p != end（并且只添加1）或将长度取为len = end - begin，然后使用它（例如(end - begin) >= 4）总是安全的，但我想知道这是否真的是一个需要注意的问题，以及审计和更改现有代码的问题。

该标准不讨论指针溢出，而是讨论指针算术可以合法地形成哪些指针值。简单地说，合法范围是指向对象/数组的指针加上一个超过结束指针的指针。

然后，C或C++实现有责任不在某些特定于实现的危险（如指针溢出）阻止这些合法指针值正常工作的位置创建任何对象。

因此，无论是malloc等，还是堆栈（假设您没有超过任何堆栈边界），都不会给您一个char数组，从您无法（由于溢出）添加数组大小的地址开始。

它能有多近？

尽可能接近允许所有必需的指针值正常工作。因此，在这个32位系统上，从0xFFFFFFFE开始的1字节对象将是最大可能的地址。标准不允许将2添加到地址中，因此就实现而言，这样做会溢出"无关紧要"。对于一个2字节的对象，如果类型未对齐，则最大值为0xFFFFFFFD，但这是一个奇数，因此如果需要2对齐，则为0xFFFFFFFC。

当然，其他实现细节可能会规定一个下限。例如，系统在0的任一侧保留一页内存并使其不可访问，这并不罕见。这有助于捕捉有人访问了偏移量较小的空指针的错误。诚然，正偏移比负偏移更有可能发生这种情况，但仍然如此。如果您的32位系统决定这样做，那么malloc将需要考虑到这一点，并且永远不会返回0xFFFFFFFE。

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