将标志存储在指针内

storing flag inside pointer

本文关键字：指针 存储 标志      更新时间：2023-10-16

我听过很多关于在指针中存储外部数据的知识。例如(短字符串优化)中的。

例如：

当我们想为SSO类重载<<时，根据字符串的长度，我们想打印指针或字符串的值。

我们可以在指针本身内部编码这个标志，而不是创建bool flag。如果我没有记错的话，这要感谢PC架构，它添加了填充以防止未经授权的内存访问。

但我还没有看到它的例子。当不允许在指针上进行诸如&之类的二进制操作来检查RSB或LSB是否设置为1(作为标志)时，我们如何检测这样的标志？这难道不会打乱指针的引用吗？

感谢所有的回答。

做这样的事情是很有可能的(不像其他人说的那样)。大多数现代体系结构(例如，x86-64)强制执行对齐要求，允许您使用指针的最低有效位可能被假设为零的事实，并将该存储用于其他目的。

让我停顿一下，说我要描述的是C&C++标准。通过执行我所描述的操作，您将以一种不可移植的方式偏离轨道，但与C++标准相比，管理计算机规则的标准更多(例如处理器程序集参考和体系结构文档)。先发制人。

假设我们正在处理x86_64，假设您有一个以指针成员开头的类/结构：

struct foo {
bar * ptr;
/* other stuff */
};

根据x86体系结构约束，foo中的指针必须在8字节边界上对齐。在这个琐碎的例子中，您可以假设指向struct foo的每个指针都是一个可被8整除的地址，这意味着foo *的最低3位将为零。

为了利用这样的约束，您必须玩一些铸造游戏，以允许将指针视为不同的类型。执行强制转换有很多不同的方法，从将其强制转换为uintptr_t的旧C方法(不推荐)到将指针封装在并集中的更干净的方法。为了访问指针或辅助数据，你需要用一个位掩码对数据进行逻辑"answers"，将你不希望的部分数据清零。

作为这种解释的一个例子，我几年前写了一个AVL树，它将资产负债表中的数据放入一个指针中，您可以在这里看到这个例子：https://github.com/jschmerge/structures/blob/master/tree/avl_tree.h#L31(您需要看到的所有内容都包含在我引用的行的结构avl_tree_node中)。

回到你在最初的问题中提到的话题。。。短字符串优化并没有以完全相同的方式实现。Clang和GCC的标准库中的实现有所不同，但两者都可以归结为使用并集来用指针或字节数组重载存储块，并使用字符串的内部长度字段来区分数据是指针还是本地数组。关于更多细节，这篇博客文章非常善于解释：https://shaharmike.com/cpp/std-string/

"在指针内部编码此标志">

不，在C或C++中都不允许这样做。

设置(更不用说取消引用了)指向您不拥有的内存的指针的行为在任何一种语言中都是未定义的。

遗憾的是，您想要实现的是在汇编程序级别完成，指针和整数之间的区别已经足够模糊。

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