c++ - 什么是近、远和巨大的指针？

Question

谁能用合适的例子向我解释这些指针......以及何时使用这些指针？

Answer 1

主要的例子是 Intel X86 架构。

Intel 8086 在内部是一个 16 位处理器:它的所有寄存器都是 16 位宽。但是，地址总线是 20 位宽 (1 MiB)。这意味着您无法将整个地址保存在寄存器中，从而将您限制为前 64 kiB。

英特尔的解决方案是创建 16 位“段寄存器”，其内容将左移四位并添加到地址中。例如:

DS ("Data Segment") register:  1234 h
DX ("D eXtended") register:   + 5678h
                              ------
Actual address read:           179B8h

这创造了 64 kiB 段的概念。因此，“近”指针将只是 DX 寄存器(5678h)的内容，除非 DS 寄存器已正确设置，否则将是无效的，而“远”指针是 32 位(12345678h，DS 后跟 DX)和将始终有效(但速度较慢，因为您必须加载两个寄存器，然后在完成后恢复 DS 寄存器)。

(正如下面的 supercat 所指出的，溢出的 DX 偏移量将在添加到 DS 以获得最终地址之前“翻转”。这允许 16 位偏移量访问64 kiB 段，而不仅仅是 DX 指向的位置 ± 32 kiB 的部分，就像在某些指令中使用 16 位相对偏移寻址的其他架构中所做的那样。)

但是，请注意，您可以有两个不同值但指向相同地址的“远”指针。例如，远指针 100079B8h 指向与 12345678h 相同的位置。因此，远指针上的指针比较是无效操作:指针可能不同，但仍指向同一个位置。

这就是我认为 Mac(当时配备摩托罗拉 68000 处理器)毕竟不是那么糟糕的地方，所以我错过了巨大的指针。 IIRC，它们只是保证段寄存器中所有重叠位都是 0 的远指针，如第二个示例所示。

摩托罗拉的 6800 系列处理器没有这个问题，因为它们被限制为 64 kiB，当他们创建 68000 架构时，他们直接使用 32 位寄存器，因此从不需要近、远、或巨大的指针。 (相反，他们的问题是只有地址的低 24 位真正重要，所以一些程序员(臭名昭著的 Apple)会使用高 8 位作为“指针标志”，本地址总线扩展到 32 位(4 GiB)时会导致问题.)

Linus Torvalds 一直坚持到 80386，它提供了一种“保护模式”，地址是 32 位，段寄存器是地址的高半部分，不需要加法，从一开始就写 Linux只使用保护模式，没有奇怪的段的东西，这就是为什么你在 Linux 中没有近和远指针支持的原因(以及为什么设计新架构的公司如果想要 Linux 支持就不会回到他们身边)。他们吃了罗宾的吟游诗人，欢欣鼓舞。 (耶...)