Qu'est-ce que le type de données uintptr_t ?

Question

Qu'est-ce que uintptr_t et à quoi peut-il servir ?

Answer 1

Tout d'abord, au moment où la question a été posée, uintptr_t n'était pas dans C++. C'est dans C99, dans <stdint.h> comme un type optionnel. De nombreux compilateurs C++03 fournissent ce fichier. Il est également présent dans C++11, dans le fichier <cstdint> où, là encore, elle est facultative, et qui renvoie à la C99 pour la définition.

En C99, il est défini comme "un type d'entier non signé ayant la propriété que tout pointeur valide vers void peut être converti en ce type, puis reconverti en pointeur vers void, et le résultat sera égal au pointeur original".

Prenez ça pour ce que ça veut dire. Ça ne dit rien sur la taille.

uintptr_t peut être de la même taille qu'un void* . Elle pourrait être plus grande. Il pourrait être concevable qu'il soit plus petit, bien qu'une telle implémentation en C++ s'approche de la perversion. Par exemple, sur une plateforme hypothétique où void* est de 32 bits, mais que seuls 24 bits de l'espace d'adressage virtuel sont utilisés, vous pourriez avoir une adresse virtuelle de 24 bits. uintptr_t ce qui satisfait à l'exigence. Je ne sais pas pourquoi une implémentation ferait cela, mais la norme le permet.

Answer 2

uintptr_t est un type d'entier non signé qui est capable de stocker un pointeur de données. Ce qui signifie généralement qu'il a la même taille qu'un pointeur.

Il est défini de manière facultative dans les normes C++11 et ultérieures.

Une raison courante de vouloir un type entier qui peut contenir le type de pointeur d'une architecture est d'effectuer des opérations spécifiques aux entiers sur un pointeur, ou de masquer le type d'un pointeur en le fournissant comme un "handle" entier.

Answer 3

C'est un type d'entier non signé qui a exactement la taille d'un pointeur. Lorsque vous devez faire quelque chose d'inhabituel avec un pointeur - comme par exemple inverser tous les bits (ne demandez pas pourquoi), vous le transformez en uintptr_t et le manipule comme un nombre entier habituel, puis le renvoie.

Answer 4

Il existe déjà de nombreuses bonnes réponses à la question "Qu'est-ce que le type de données uintptr_t ? Je vais essayer de répondre à la partie "à quoi il peut servir" dans ce billet.

Principalement pour les opérations bit à bit sur les pointeurs. Rappelez-vous qu'en C++, on ne peut pas effectuer d'opérations bit à bit sur les pointeurs. Pour les raisons, voir Pourquoi ne peut-on pas faire d'opérations par bit sur un pointeur en C, et existe-t-il un moyen de contourner ce problème ?

Ainsi, afin d'effectuer des opérations par bit sur des pointeurs, il faudrait convertir les pointeurs en type uintptr_t et ensuite effectuer des opérations par bit.

Voici un exemple d'une fonction que je viens d'écrire pour faire un "bitwise exclusive or" de 2 pointeurs à stocker dans une liste liée XOR de sorte que nous pouvons traverser dans les deux sens comme une liste doublement liée mais sans la pénalité de stocker 2 pointeurs dans chaque noeud.

 template <typename T>
 T* xor_ptrs(T* t1, T* t2)
 {
     return reinterpret_cast<T*>(reinterpret_cast<uintptr_t>(t1)^reinterpret_cast<uintptr_t>(t2));
  }

Answer 5

Au risque de me voir attribuer un autre badge de Nécromancien, je voudrais ajouter une très bonne utilisation pour uintptr_t (ou même intptr_t ) et c'est l'écriture de code embarqué testable.

J'écris principalement du code embarqué destiné à divers processeurs arm et actuellement tensilica. Ceux-ci ont différentes largeurs de bus natifs et le tensilica est en fait une architecture Harvard avec des bus de code et de données séparés qui peuvent être de largeurs différentes.

J'utilise un style de développement piloté par les tests pour une grande partie de mon code, ce qui signifie que je réalise des tests unitaires pour toutes les unités de code que j'écris. Les tests unitaires sur le matériel cible réel sont une corvée, donc j'écris généralement tout sur un PC basé sur Intel, soit sous Windows, soit sous Linux en utilisant Ceedling et GCC.

Ceci étant dit, une grande partie du code embarqué implique des manipulations de bits et d'adresses. La plupart de mes machines Intel sont en 64 bits. Donc si vous voulez tester un code de manipulation d'adresse, vous avez besoin d'un objet généralisé sur lequel faire des calculs. Ainsi le uintptr_t vous offrent un moyen indépendant de la machine pour déboguer votre code avant d'essayer de le déployer sur le matériel cible.

Un autre problème est que pour certaines machines ou même certains modèles de mémoire sur certains compilateurs, les pointeurs de fonctions et les pointeurs de données ont des largeurs différentes. Sur ces machines, le compilateur peut même ne pas autoriser le casting entre les deux classes, mais uintptr_t devrait être capable de tenir l'un ou l'autre.

-- Editer --

Cela a été signalé par @chux, cela ne fait pas partie de la norme et les fonctions ne sont pas des objets en C. Cependant, cela fonctionne généralement et comme beaucoup de gens ne connaissent pas ces types, je laisse généralement un commentaire expliquant la ruse. Autres recherches dans SO on uintptr_t fournira des explications supplémentaires. De plus, nous faisons des choses dans les tests unitaires que nous ne ferions jamais en production, car il est bon de casser les choses.