¿Qué es el tipo de datos uintptr_t?

Question 1

Que es uintptr_t y para que se puede usar?

Question 2

Lo primero, en el momento en que se hizo la pregunta, uintptr_t no estaba en C++. Está en C99, en <stdint.h>, como un tipo opcional. Muchos compiladores de C++03 proporcionan ese archivo. También está en C++11, en <cstdint>donde nuevamente es opcional, y que se refiere a C99 para la definición.

En C99, se define como “un tipo entero sin signo con la propiedad de que cualquier puntero válido para anular se puede convertir a este tipo, luego volver a convertirlo en puntero para anular, y el resultado será igual al puntero original”.

Toma esto en el sentido de lo que dice. No dice nada sobre el tamaño.

uintptr_t puede ser del mismo tamaño que un void*. Podría ser más grande. Posiblemente podría ser más pequeño, aunque tal implementación de C++ se aproxima a lo perverso. Por ejemplo en alguna plataforma hipotética donde void* es de 32 bits, pero solo se usan 24 bits de espacio de direcciones virtuales, podría tener un espacio de 24 bits uintptr_t que satisface el requisito. No sé por qué una implementación haría eso, pero el estándar lo permite.

Question 3

uintptr_t es un tipo entero sin signo que es capaz de almacenar un puntero de datos (no se especifica si puede contener un puntero de función). Lo que normalmente significa que tiene el mismo tamaño que un puntero.

Se define opcionalmente en C++ 11 y estándares posteriores.

Una razón común para querer un tipo entero que pueda contener el tipo de puntero de una arquitectura es realizar operaciones específicas de enteros en un puntero, u ocultar el tipo de un puntero proporcionándolo como un “controlador” de entero.

Question 4

Es un tipo entero sin signo exactamente del tamaño de un puntero. Siempre que necesite hacer algo inusual con un puntero, como por ejemplo invertir todos los bits (no pregunte por qué), lo lanza a uintptr_t y manipularlo como un número entero habitual, luego devolverlo.

Question 5

Ya hay muchas buenas respuestas a “¿qué es el tipo de datos uintptr_t?”. Intentaré abordar el tema “¿para qué se puede usar?” parte de esta publicación.

Principalmente para operaciones bit a bit en punteros. Recuerde que en C++ no se pueden realizar operaciones bit a bit en punteros. Por razones, vea ¿Por qué no puede hacer operaciones bit a bit en el puntero en C? ¿Hay alguna forma de evitar esto?

Por lo tanto, para realizar operaciones bit a bit en punteros, sería necesario convertir punteros para escribir uintptr_t y luego realizar operaciones bit a bit.

Aquí hay un ejemplo de una función que acabo de escribir para hacer bit a bit exclusivo o de 2 punteros para almacenar en una lista enlazada XOR para que podamos atravesar en ambas direcciones como una lista doblemente enlazada pero sin la penalización de almacenar 2 punteros en cada nodo .

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

Question 6

Corriendo el riesgo de obtener otra insignia de Nigromante, me gustaría agregar un muy buen uso para uintptr_t (o incluso intptr_t) y que está escribiendo código incrustado comprobable.

Principalmente escribo código incrustado dirigido a varios procesadores arm y actualmente tensilica. Estos tienen varios anchos de bus nativos y tensilica es en realidad una arquitectura de Harvard con códigos separados y buses de datos que pueden tener diferentes anchos.

Utilizo un estilo de desarrollo basado en pruebas para gran parte de mi código, lo que significa que hago pruebas unitarias para todas las unidades de código que escribo. Las pruebas unitarias en el hardware de destino real son una molestia, por lo que normalmente escribo todo en una PC basada en Intel, ya sea en Windows o Linux usando Ceedling y GCC.

Dicho esto, una gran cantidad de código incrustado implica cambios de bits y manipulaciones de direcciones. La mayoría de mis máquinas Intel son de 64 bits. Entonces, si va a probar el código de manipulación de direcciones, necesita un objeto generalizado para hacer matemáticas. Por lo tanto, la uintptr_t le brinda una forma independiente de la máquina de depurar su código antes de intentar implementarlo en el hardware de destino.

Otro problema es que para algunas máquinas o incluso modelos de memoria en algunos compiladores, los punteros de función y los punteros de datos tienen diferentes anchos. En esas máquinas, es posible que el compilador ni siquiera permita la conversión entre las dos clases, pero uintptr_t debería ser capaz de sostener cualquiera de los dos.

— Editar —

Fue señalado por @chux, esto no es parte del estándar y las funciones no son objetos en C. Sin embargo, generalmente funciona y, dado que muchas personas ni siquiera conocen estos tipos, generalmente dejo un comentario explicando el truco. Otras búsquedas en SO en uintptr_t proporcionará una explicación más detallada. También hacemos cosas en pruebas unitarias que nunca haríamos en producción porque romper cosas es bueno.

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