为指针添加 64 位偏移量

Question

在 F# 中，有 NativePtr 模块，但它的 add/get/set 函数似乎只支持 32 位偏移量，就像 System.IntPtr 一样。

有没有办法在 F# 中向本机指针 (nativeptr<'a>) 添加 64 位偏移量？当然，我可以将所有地址转换为 64 位整数，执行正常的整数运算，然后再次将结果转换为 nativeptr<'a>，但这会花费额外的 add 和 imul 指令。我真的希望 AGU 能够执行地址计算。

例如，在 C# 中使用 unsafe 你可以做类似的事情，

void* ptr = Marshal.AllocHGlobal(...).ToPointer();
int64 offset = ...;
T* newAddr = (T*)ptr + offset; // T has to be an unmanaged type

实际上你不能，因为类型参数没有“非托管”约束，但至少你可以在 < em>非通用方式。

在F#中我们终于得到了非托管约束；但我该如何进行指针算术呢？

Answer 1

我不是该领域的专家，但我查看了 NativePtr 模块的 F# 实现，我认为将 nativeptr<'a> 转换为 'a> 不会产生任何性能开销。 到 nativeint 并返回。

该实现使用内联 IL，并且内联 IL 代码不包含任何代码 - 它只是为了让 F# 编译器认为堆栈上的值具有不同的类型：

let inline ofNativeInt (x:nativeint)    = (# "" x : nativeptr<_> #)
let inline toNativeInt (x:nativeptr<_>) = (# "" x : nativeint    #)

事实上，NativePtr.add 方法也使用这两个方法 - 它将指针转换为 nativeint，然后添加 32 位整数（乘以 'a 类型的大小）。

因此，以下函数应该没问题：

let inline addNativeInt (x:nativeptr<'a>) (n:nativeint) : nativeptr<'a> = 
   (NativePtr.toNativeInt x) + n |> NativePtr.ofNativeInt

代码中使用的所有函数都应该内联，因此您最终只会得到一条用于添加的指令（尽管我尚未验证这一点）。您甚至不必担心在代码中多次使用该函数（您可以一直使用 nativeptr<'a> 并使用此函数进行添加）。

然而，对数据进行分区也可能是一种选择 - 据我所知，使用 F# 处理一些大型（>2GB）数据集的 MSR 团队正是使用了这种方法 - 他们将数据分区为 2GB 块（存储在数组中） ）。

Answer 2

成像数据很容易超过 4 GiB
;)

不能，x64 代码有 +/-2 GB 偏移量限制。无法在 .NET 中分配大于 2GB 的数组的原因之一。此限制也存在于非托管 64 位 C/C++ 代码中。有些库可以解决此限制，例如 WIC，但在使用它们时直接寻址所有位图位没有意义。

不过，可以通过在 C# 中将 IntPtr 转换为 long 来生成这样的地址：

IntPtr addr = SomeCall();
long offset = blah;
addr = (IntPtr)((long)addr + offset);