Я только что сделал грубый расчет для максимального размера беззнакового 64-битного целого числа, которое:
18,446,744,073,709,551,615
q5 q4 t b m t h
Если посмотреть на технические характеристики оборудования AWS на их самых больших компьютерах, он получит до 3,904GB , что:
3,904,000,000,000,000,000 bytes
5 q4 t b m t h
Для меня это означает, что указатели хранятся как 64-битные целые числа. Я новичок в мышлении о памяти и указателях, но просто хотел уточнить это.
Я немного смущен, хотя все еще. Указатель - это "конструкция языка программирования". Технически, даже на 64-битной машине, если вы используете менее чем ~ 4 миллиарда целых чисел (максимальный размер 32-битного целого), то мне интересно, почему вы не можете просто указывать 32-битные указатели. Таким образом, указатели будут 32-битными, пока вы не исчерпаете пространство, тогда вы можете начать использовать 64-битные указатели. Тогда это даст вам немного больше места для большего количества объектов.
Все еще в замешательстве, хотя. Указатель содержит местоположение адреса в памяти. Там написано, что "адрес" 64-битный. Так что, если бы у нас были 32-битные указатели, указывающие на 32-битные фрагменты в 64-битной памяти, я не уверен, что это будет выглядеть или означать. Похоже, это означает, что вам придется делать смещения (хотя я не очень хорошо понимаю это).
Интересно, можно ли продемонстрировать в C, Assembly или JavaScript, как будет выглядеть хранение 32-разрядных указателей в 64-разрядном адресном пространстве. Если C обрабатывает это для вас автоматически, то как это делает Assembly.
Я хотел бы знать, как я мог бы использовать большую память, как описано выше, но хранить 32-разрядные указатели, пока не будет достигнут максимум, затем использовать 64-разрядные указатели, и не уверен, как это будет выглядеть точно. Я постараюсь нарисовать диаграмму, объясняющую, как я об этом думаю.
| The bars and . are like a ruler and mark the bit positions.
- Each row under a number (1, 2, 3, ...) means a memory address.
⬚ Means no data in memory address.
⬒ Means data of type 1 in memory address.
■ Means data of type 2 in memory address.
● Means a bit of integer pointer is plugged into memory address slot.
◌ Means no bit of integer pointer is plugged into memory address slot.
|
| |
| | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | |
. | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . | . |
1. Empty 64-bit memory.
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌
⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ...
⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ⬚ ...
...
...
2. 64-bit memory filled with 32-bit pieces of data (type 1 ⬒, type 2 ■).
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌
⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ...
⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ...
...
...
3. 64-bit memory filled with 64-bit pieces of data.
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ...
⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ...
...
...
4. 64-bit memory filled with 4-bit pieces of data.
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌
■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ...
■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ...
...
...
5. 64-bit memory filled with 32-bit pieces of data, with second 32-bits accessed by a 32-bit pointer.
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ...
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ...
...
...
6. 64-bit memory filled with 64-bit pieces of data, with second 64-bits accessed by a 64-bit pointer.
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ...
⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ...
...
...
7. 64-bit memory filled with 4-bit pieces of data, with second piece of data accessed by a pointer.
◌ ◌ ◌ ◌ ● ● ● ● ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌
■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ...
■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ...
...
...
8. 64-bit memory filled with 8-bit pieces of data, with second piece of data accessed by a pointer.
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ● ● ● ● ● ● ● ● ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒
◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ◌ ...
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ⬒ ...
...
...
Я представляю, что целые числа - это ключи к замку (который является адресом памяти). Пустое отверстие для ключа выглядит как 64 in подряд в (1). Полное отверстие для ключа для 64-битного адреса выглядит как 64 ● в строке в (6). Если я дам 64-битному адресному пространству памяти 32-битный ключ, это будет выглядеть так (5). Таким образом, он не будет полностью заполнять отверстие для ключа длиной 64 бита (64 дюйма), он будет заполнять (в данном случае) вторую половину. И поэтому кажется, что это не соответствует адресу. Но я пытаюсь указать на 32-битные данные прямо во второй половине! Чтобы сопоставить адрес, кажется, вам нужно заполнить ключевые отверстия в полной 64-битной строке, как в (6). Мне интересно, не нарушено ли мое понимание, пожалуйста, дайте мне знать, где я.
В случае, если это неясно, первые цифры 1-4 на диаграмме показывают данные, которые лежат в памяти (где 1 - пустая память). Вторые цифры 5-8 показывают, что мы пытаемся получить доступ к данным с помощью указателя (● черные кружки в строке являются указателем / ключом к блокировке адреса памяти).
Наконец, у меня есть последний вопрос. Интересно, можете ли вы пойти дальше и хранить данные в еще меньших порциях. Например, хранение 4-битных данных, как в (7). Это просто демонстрирует, как работает система указателей и адресов, более подробно. Я не знаю, можно ли указать 4-битный указатель на 4-битный фрагмент памяти. Похоже, что из-за требований к выравниванию вы должны получать как минимум 8 бит за раз. Но это нормально. Я просто хочу убедиться, что есть или нет возможности использовать n-битный указатель для доступа к n-битным данным в 64-битном пространстве памяти.
И если так, то как бы это выглядело, либо в C, либо в Assembly, либо в JavaScript также будет работать.
Я хотел бы знать это, чтобы знать, как вы должны хранить данные в 64-битной памяти, и что вам разрешено делать с указателями, учитывая, что «адреса памяти являются 64-битными». То есть, если я могу сделать memory.get(a32BitPointer) и заставить его вернуть 32 бита данных из 32-битного выровненного слота памяти. (Или, что эквивалентно, 4, 8, 16 и т.д. Бит данных или указатель размера).