以下代码可以用于指向不同事物的指针

Question

我有一段记忆,我正在"守卫",定义为

typedef unsigned char byte;

byte * guardArea;
size_t guardSize;

byte * guardArea = getGuardArea();
size_t guardSize = getGuardSize();

为此目的可接受的实现是:

size_t glGuardSize = 1024; /* protect an area of 1kb */
byte * getGuardArea()
{
     return malloc( glGuardSize );
}
size_t getGuardSize()
{
     return glGuardSize;
}

以下代码段可以为任何指针(来自不同的malloc,来自堆栈等)返回true吗？

if ( ptr >= guardArea && ptr < (guardArea + guardSize)) {
     return true;
}

该标准规定:

• 区域内的值将返回true.(当ptr是成员时,所有行为都正确.)

• 指针将是不同的(a == b只有它们是相同的).

• 可以通过递增基数来访问字节数组中的所有地址.
• 任何指针都可以转换为char*,而不会损坏.

所以我无法理解结果对于来自不同对象的任何指针的结果是否正确(因为它会破坏区域内其中一个指针的不同规则).

编辑:

用例是什么？

检测指针是否在区域内的能力非常重要,在某些时候编写代码

if (  isInMyAreaOfInterest( unknownPointer ) ) {
    doMySpecialThing( unknownPointer );
} else {
    doSomethingElse( unknownPointer );
}

我认为语言需要通过使这样的结构简单明了来支持开发人员,并且我们对标准的解释是开发人员需要转换为int.由于不同对象的指针比较的"未定义行为".

我希望能清楚地知道为什么我不能做我想做的事情(我的片段),因为我发现的所有帖子都说标准声称未定义的行为,没有任何解释,或者为什么标准更好的例子比我希望它如何工作.

目前,我们有一条规则,我们既不理解规则存在的原因,也不了解规则是否有助于我们

示例帖子:

SO:检查指针是否在malloced区域

SO:C比较指针

Answer 1

尽管指针没有指向区域,但分配仍然可以生成满足条件的指针.例如,这将发生在受保护模式的80286上,Windows 3.x在标准模式和OS/2 1.x中使用该模式.

在这个系统中,指针是32位值,分为两个16位部分,传统上写为XXXX:YYYY.第一个16位部分(XXXX)是"选择器",它选择64KB的存储区.第二个16位部分(YYYY)是"偏移",它在该64KB存储区中选择一个字节.(这比这更复杂,但是为了讨论的目的,我们就把它留在那里.)

大于64KB的内存块被分解为64KB块.要从一个块移动到下一个块,请将8添加到选择器.例如,之后的字节0101:FFFF是0109:0000.

但是为什么要添加8来移动到下一个选择器呢？为什么不只是增加选择器？因为选择器的底部三位用于其他事情.

特别是,选择器的底部位用于选择选择器表.(让我们忽略位1和2,因为它们与讨论无关.为方便起见,假设它们始终为零.)

有两个选择器表,全局选择器表(用于跨所有进程共享的内存)和本地选择器表(用于单个进程的私有内存).因此,可用于进程的私有内存的选择是0001,0009,0011,0019,等.同时,可为全球内存的选择是0008,0010,0018,0020,等(选择0000保留.)

好的,现在我们可以设置我们的反例.假设guardArea = 0101:0000和guardSize = 0x00020000.这意味着守卫地址是0101:0000通过0101:FFFF和0109:0000通过0109:FFFF.而且,guardArea + guardSize = 0111:0000.

同时,假设有一些碰巧分配的全局内存0108:0000.这是全局内存分配,因为选择器是偶数.

观察到全局内存分配不是受保护区域的一部分,但其指针值确实满足数值不等式0101:0000 <= 0108:0000 < 0111:0000.

Bonus chatter:即使在具有平坦内存模型的CPU架构上,测试也会失败.现代编译器利用未定义的行为并相应地进行优化.如果他们看到指针之间的关系比较,则允许他们假设指针指向同一个数组(或者超过该数组的最后一个元素).具体而言,可以合法相比的唯一指针guardArea是形式的那些guardArea,guardArea+1,guardArea+2,..., guardArea + guardSize.对于所有这些指针,条件ptr >= guardArea为真,因此可以优化,减少您的测试

if (ptr < (guardArea + guardSize))

现在将满足数字小于的指针guardArea.

故事的道德:这段代码不安全,甚至在平面架构上也是如此.

但并没有丢失:指向整数的转换是实现定义的,这意味着您的实现必须记录它的工作原理.如果您的实现将指针到整数的转换定义为生成指针的数值,并且您知道自己处于扁平体系结构中,那么您可以做的是比较整数而不是指针.整数比较的约束方式与指针比较的方式不同.

if ((uintptr_t)ptr >= (uintptr_t)guardArea &&
    (uintptr_t)ptr < (uintptr_t)guardArea + (uintptr_t)guardSize)