在 C 中更改二进制地址中的一个给定位

Question

我正在为 C 语言的内存管理项目开发 "buddy-allocation"（请参阅 page 14 of this .pdf）。

我想找到给定地址的 "buddy"，知道这两个伙伴只有一位不同（块的大小告诉我们哪个位发生变化）。例如，如果两个 32 位伙伴块之一的二进制地址为 0b110010100，则第二个将位于 0b1101 10100（右起第6位变化，32=2^(6-1)）。

我想在 C 中实现它，而不使用求幂算法，因为我试图让我的程序尽可能快地执行。充其量我会使用一种工具来操纵位，如果存在的话。有什么提示吗？

编辑：地址类型是void*。使用下面发布的解决方案，gcc 不会让我编译。

EDIT2：我已经用 XOR 运算符尝试了下面发布的答案，但由于地址的类型我无法编译。这是我尝试过的方法：

void* ptr1 = mmap(NULL, 640000, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS | MAP_FILE | MAP_PRIVATE, -1, 0);
    printf("%p\n", ptr1);
    void* ptr2 = ptr1+0x15f6d44;
    printf("%p\n", ptr2);
    void* ptr3 = (void*)(ptr2-ptr1);
    printf("%p\n", ptr3);
    void* ptr4 = ptr3 ^ (1 << 6);
    printf("%p\n", ptr4);

和 gcc 错误：

invalid operands to binary ^ (have ‘void *’ and ‘int’)

Answer 1

您可以使用 | 按位或设置一位。

adr = adr | 0x10;

Answer 2

工具？操纵位？您不需要 "tool"，这是您所能做的最基本的操作。

uint32_t address = 0x0194;

address |= 1 << 5; /* This sets the sixth bit. */

如果你真的想切换位，即如果它是明确的则设置，但如果它已设置则清除它，你使用按位异或运算符：

address ^= 1 << 5;

这不是"exponentiation"，它只是按位异或。

如果地址保存在指针寄存器中，则强制转换或复制为整数 (uintptr_t) 并复制回来。

Answer 3

您似乎只想切换给定位，这是使用异或运算实现的：

buddy_adr = (unsigned long)adr ^ (1 << bit_location);

需要转换为 unsigned long 以避免在类型 void* 上出现未定义的 XOR 运算错误。

根据您的编译器设置，您可能还会收到有关通过强制转换整数来创建指针（即地址）的警告，这在一般情况下显然很危险（您可能会传递无效的地址值）。要消除此警告，请将结果转换回 void* 让编译器知道您知道自己在做什么：

buddy_adr = (void *)((unsigned long(adr ^ (1 << bit_location));

请注意，在嵌入式系统编程中（我大部分时间都使用这种技术，因为许多外设都是内存映射的）你通常会 "simplify" 这行代码使用像 [=15= 这样的宏] 和 INT_TO_ADDR(addr).

Answer 4

这是位操作的情况，在 C 编程中很常见如果您想更改 xxbxxxxx，只需将其与 xx1xxxxx 进行异或即可。 XOR 推翻给定的位。如果你想让它成为 1，只需使用 OR (|) 和所有位 0 除了你想要打开的位 1

Answer 5

一种更紧凑的方式来做到这一点

#define BIT_ON(x,bit)           (x |= ( 1 << (bit-1)) )
#define BIT_TOGGLE(x,bit)       (x ^= ( 1 << (bit-1)) )
#define BIT_OFF(x,bit)          (x &= ~( 1 << (bit-1)) )

在 C 中更改二进制地址中的一个给定位

Changing one given bit in a binary address in C

c

memory

binary

memory-management