c++ - 我们可以假设内存地址的最后 2 位为 00 并重用这些位吗？ Windows 7页面错误蓝屏

Question

我的 friend 在 64 位 Windows 7 PC 上用 C++ 编程，他想出了一个疯狂的想法来节省一点内存:他观察到他的内存地址的最后 2 位似乎总是 00，所以他认为他可以将这些位用于其他用途，然后在需要内存地址时，只需使用位掩码将最后 2 位设置为 0，无论是在写入还是读取内存时。他只使用最后 2 位的原因是它也需要在 32 位系统上工作。无论如何，在他的 Windows 7 64 位系统上，他在运行程序时遇到以下蓝屏错误:

PAGE_FAULT_IN_NON_PAGED_AREA

会不会是他疯狂的内存节省想法造成的？也就是说，有时会发生内存地址的最后 2 位不是 00 的情况，并且他正在访问的内存部分位于他的一个内存页面上，部分位于他的页面之外吗？无论如何，他需要这个来在所有流行的操作系统上工作。所以这个问题也适用于其他操作系统。

如果(至少在 Windows 7 64 位中)他的方案保证有效(如果编码正确)，那么还有什么可能导致不寻常的蓝屏崩溃？

Answer 1

您的 friend 正在利用名为 tagged pointers 的功能.在 Windows 上，Raymond Chen 在他的博客上有一个警告:

There is no /8TB flag on 64-bit Windows

A customer reported that their 64-bit application was crashing on Windows 8.1. They traced the problem back to the fact that the user-mode address space for 64-bit applications on Windows 8.1 is 128TB, whereas it was only 8TB on earlier versions of Windows for x64. ...

...

As for how they ended up having a dependency on the address space being at most 8TB, they didn't say, but I have a guess: They are using the unused bits for tagging.

If you are going to use tagged pointers, you need to put your tag bits in the least significant bits, since those are bits you control. For example, if you align all your objects on 16-byte boundaries, then you have four available bits for tagging. If you're going to use upper bits for tagging, at least verify that those upper bits are available.

需要注意的更重要的事情 - 操作系统分配的内存指针可能以允许标记的方式对齐，但如果中间内存管理器位于用户代码和操作系统之间(通常是这种情况)，管理器在内部分配操作系统内存并将其划分为应用程序使用，因此管理器提供给应用程序的指针可能不会以允许标记的方式对齐。您不能在不知道任意内存指针来自何处或如何对齐的情况下对其进行标记。