16バイトアライメントで配置された要素へのポインタ

質問

非常にトリッキーな質問です。標準のC言語で記述可能かもわかりません。もし可能なら教えてください。
16バイトアライメント配置された要素の先頭アドレスは下位４ビットが０となっています。
そこで、1MBの範囲にある要素へのポインタは本来20ビット必要ですが、下位４ビットが常に０なので、上位１６ビットを記憶するだけで十分のはずです。アセンブラで記載すれば可能ですが、Cで、「使うときは、４ビット右シフト」「記憶するときは、上位１６ビット」となるようなコードを出力するような記載がわかりません。具体的には、以下のようなアセンブラ結果が希望です。

struct ABC {
　struct ABC *next;
　int x,y,z;
　　：
} *p,*q;
のとき、

q = p->next;
は
mov ecx,dword ptr p
mov eax,word ptr [ecx]
slr eax,4 // 使うときは４ビット右シフト
mov q, eax

q->next = p;
は
mov ecx,dword ptr q
mov eax,p
slr eax,4 // 構造体ABCに保存する場合には４ビット左シフト
mov word ptr [ecx],eax

となってほしいです。

回答No.2

mtaka2 · ベストアンサー

struct ABC {
　unsigned short next;
　int x,y,z;
　　：
} *p,*q;

としておいて、
next を「(struct ABC*)NULL を基点とした長大な配列」へのインデックス
として取り扱う、というのはどうでしょうか。

同型のポインタ同士の引き算は要素サイズ単位での差に、
ポインタと整数の足し算は、要素サイズ単位での実アドレス計算になりますから、

q = p->next;
の代わりに
q = ((struct ABC*)NULL) + p->next;

q->next = p;
の代わりに
q->next = p-((struct ABC*)NULL);

になります。

#define PointerToIndex(PTR) (PTR-((struct ABC*)NULL))
#define IndexToPointer(IDX) (((struct ABC*)NULL)+IDX)

とでもしておけば、
q=IndexToPointer(p->next);
q->next=PointerToIndex(p);
と書けます。

お礼

回答ありがとうございます。
インデックスとして扱うというのはすばらしいアイデアですね。
これならば、16バイトアライメントでなくても、使えますよね。
参考になりました。

回答No.1

trapezium

メモリ管理自前でやってるシステムだと余ったビットを流用とかは、割とやってた。例えば sizeof(struct ABC *)==4 なシステムなら丁度 16bit 浮くので、

struct ABC {
　unsigned short next;
short padding; /* 穴埋め、他に流用可能みたいな */
　int x,y,z;
　　：
} *p,*q;

q = (struct ABC *)((unsigned long)p->next << 4);
q->next = (unsigned short)((unsigned long)p >> 4);

もっとも eax とか書いてるのを見ると、そもそも 20bit なんたらの前提条件が怪しいけど。

お礼

早速の回答、ありがとうございます。

>もっとも eax とか書いてるのを見ると、そもそも 20bit なんたらの前提条件が怪しいけど。
eaxはあくまで説明用です。実際は組み込み機器のCPUなので、アセンブリコードはまったく別ものです。