swift - UnsafeRawPointer 假设MemoryBound 与 bindMemory

Question

谁能解释一下 UnsafeRawPointer.assumimgMemoryBound(to:) 和 UnsafeRawPointer.bindMemory(to:capacity:) 有什么区别？

一个编译或运行时间差异的实际例子会更受欢迎。

Swift Doc谈到 bindMemory(to:capacity:):

This API allows a region of memory to hold unrelated types at different points in the program. Binding uninitialized memory to a type prepares the memory to store values of that type. Binding memory that is already initialized reinterprets the in-memory values as the new type. If the old values are either nontrivial (require destruction) or if they are ever read from memory before being overwritten, then the new type must be mutually layout compatible with the old type.

这是什么意思将未初始化的内存绑定(bind)到一个类型会准备内存来存储该类型的值？它是分配的字节，对吧？那么 bindMemory(to:capacity:) 完成后有什么不同呢？

Answer 1

在 Swift 中分配的内存可以是:

• 未初始化的原始内存
• 绑定(bind)到类型的未初始化内存
• 绑定(bind)到类型的初始化内存

当您使用 UnsafeMutableRawPointer.allocate(bytes:alignedTo:) 分配内存时, 你会得到未初始化的原始内存。

当您使用 UnsafeMutablePointer<T>.allocate(capacity:) 分配内存时, 你会得到绑定(bind)到类型 T 的未初始化内存.

• bindMemory(to:capacity:) (重新)将指针的内存绑定(bind)到新类型，并返回一个类型化的指针来访问它。在上述任何一种状态下，都可以在指向内存的指针上调用它；虽然如果内存被初始化，新的绑定(bind)类型必须与旧的绑定(bind)类型布局兼容，并且两种类型都应该是 trivial .

  请注意，此方法不执行分配或初始化；它只是改变了内存的绑定(bind)类型。

• assumingMemoryBound(to:) 是一种从原始指针获取类型化指针的方法，您已经知道指向绑定(bind)到给定类型的内存。如果内存没有绑定(bind)这个类型，那么通过返回的类型化指针访问内存是未定义的行为。

这里要注意的重要一点是，内存在给定时间只能绑定(bind)到一种类型。您可以自由地重新绑定(bind)到其他类型(具有上述初始化内存的限制)；然而，试图以 unrelated 类型访问绑定(bind)到给定类型的内存违反了严格的别名，因此是未定义的行为。

另外需要注意的是，相关类型和布局兼容类型是独立的概念:

• 类型T 布局与 U 类型兼容如果内存绑定(bind)到类型 U可以按位重新解释为具有类型 T .请注意，这不一定是双向关系。例如，Int布局是否与 (Int, Int) 兼容如果 (Int, Int) 的一个“实例”|可以重新解释为 2 x Int .反过来不可能是真的。你不能形成 (Int, Int)来自单个 Int 的值.

• 如果您可以将重叠的内存与这些类型重叠，那么这两种类型是相关的。例如，如果您有一个 UnsafePointer<T>和 UnsafePointer<U> , 如果 T和 U是不相关的类型，那么它们不能指向相互重叠的内存。

但是，我认为 Swift 尚未正式为这些术语定义任何规则(我预计这将伴随 ABI 稳定性)。

So what's different after bindMemory(to:capacity:) completes?

目前，什么都没有。如Andrew Trick says在 Martin linked to 的邮件列表讨论中:

Binding memory communicates to the compiler that the memory locations are safe for typed access. Nothing happens at runtime--until someone writes a type safety sanitizer. It affects the abstract state of the memory location, independent of the pointer variable used to access that memory. Binding memory returns a typed pointer for convenience and clarity, but there’s nothing special about that particular pointer value.

有关此主题的进一步阅读，请参阅 memory model explanation section of SE-0107 ，还有这个unofficial guide to strict aliasing in Swift .