Question

X86-64，Linux，Windows。

考虑一下，我想做一些“免费启动标记指针”。基本上我想要有两个指针指向相同的实际内存块但其位不同的指针。（例如，我希望GC集合使用一个位或出于其他原因）。

intptr_t ptr = malloc() 
intptr_t ptr2 = map(ptr | GC_FLAG_REACHABLE) //some magic call

int* p = int*(ptr);
int* p2 = int*(ptr2);
*p = 10;
*p2 = 20;
assert(*p == 20)
assert(p != p2)

Answer 1

在Linux上，mmap（）两次使用相同的文件。在Windows上也是如此，但它有自己的一套功能。

Answer 2

将相同的内存（在Ignix上提及的mmap（在Windows上为MapViewOfFile）映射到多个虚拟地址可能会为您提供一些有趣的一致性谜题（在另一个地址读取时可以在一个地址写入？）。或者可能不是。我不确定所有平台保证是什么。

更常见的是，只需在指针中保留几个位并根据需要移动。

如果所有对象都与8字节边界对齐，则通常只将标记存储在指针的3个最低有效位中，并在解除引用之前将其屏蔽掉（如thkala所述）。如果选择更高的对齐，例如16字节或32字节，则可以使用3或5个最低有效位进行标记。等效地，选择一些最重要的位用于标记，并在解除引用之前将其移除。（有时使用非连续位，例如当将指针打包到IEEE-754浮点数（2 ²³值）或双倍（2 ⁵¹值）的信令NaN时。）

继续指针的高端，x86-64的当前实现最多使用64位指针中的48位（0x0000000000000000-0x00007fffffffffff + 0xffff800000000000-0xffffffffffffffff），Linux和Windows仅在第一个地址中分配地址范围到用户空间，留下17个最重要的位，可以安全地屏蔽掉。（但这既不便于携带，也不保证将来能保持真实。）

另一种方法是停止考虑“指针”并简单地将索引用于更大的内存数组，就像JVM使用-XX:+UseCompressedOops一样。如果您已分配512MB池并存储8字节对齐的对象，则有2个²⁶可能的对象位置，因此除索引外，32值还有6位要备用。取消引用将需要将对齐的索引乘以数组的基地址，保存在其他地方（对于每个“指针”都是相同的）。如果你仔细研究一下，这只是对前一种技术的概括（它总是以0为基础，其中的东西与实际指针对齐）。

Answer 3

曾几何时我在Prolog实现上使用了以下技术在指针中有备用位：

使用已知对齐方式分配内存区域。 malloc()通常使用4字节或8字节对齐分配内存。如有必要，请使用posix_memalign()获取具有更高对齐大小的区域。
由于生成的指针与多个字节的间隔对齐，但它表示字节精确的地址，因此您有一些备用位，根据定义，它们在内存区域指针中为零。例如，4字节对齐为您提供指针LSB侧的两个备用位。
你或（|）你的标志与这些位，现在有一个标记指针。
只要你在使用它进行内存访问之前注意正确地屏蔽指针，你应该完全没问题。

将内存映射到另一个地址

3 个答案: