ＶＣ＋＋２００８: 2021年3月アーカイブ

昨年末からの煽られたコロナ禍で、再度の非常事態宣言。暇が有り過ぎて、６４ビット化擬きの真似事をしてみる事に。

だけど、ハードやＯＳはとっくに６４ビット化して１０年以上経つのに、６４ビットアプリケーションってＭＳオフィス以外殆ど存在しない状況？ だったりして。

なんたって仮想マシンＷＯＷ６４（Windows 32 On Windows 64）の出来が良過ぎたのか？ それとも一般には未だに３２ビットアプリで十分なのか？ いやいや特殊職以外６４ビットアプリなんて抑々不必要？

そんなこんなで、ウィキペディアで６４ビットの項目を読んでみると、何とも驚いた事に！

Ｃ言語およびＣ＋＋では、char型を除く組み込みの整数型（short型やint型、long型）は、最低限のビット数や大小関係しか規定していない。Ｃ９９規格およびＣ＋＋１１規格では、int32_t や int64_t などビット数を規定した固定幅整数型（stdint.h および cstdint にて定義される）を追加し、また６４ビット以上の値を表現できることが保証されるlong long型を追加した。

まったくぅ、だからＣ＋＋は愛想を尽かされるんだよ。基本データ型のサイズ位さっさと規定しろよ！ って言いたくなりますよね？

更には、プログラマはしばしば、ポインタとｉｎｔ或いはｌｏｎｇが同じ大きさであるという前提でコードを書いてきた問題があります、と。
つまり、多くのコードが３２ビット環境を前提として書かれてきたため、６４ビット環境ではこの仮定が度々問題を引き起こす可能性が有りますよ。

そんな訳で先ずは、３２ビットＷｉｎｄｏｗｓ環境のデータサイズを確認しようとしたところ、以前の「Ｗｉｎｄｏｗｓプログラムのいろはは、ＤＯＳ窓でＷｉｎ３２ＡＰＩ」で書いたように、素人には６４ビット化は任せられないとマイクロソフトが想定したかどうかは分かりませんが、Ｗｉｎｄｏｗｓ環境に「固定精度整数型」「ポインター精度整数型」「固定精度ポインター型」という３つの新しいデータ型を追加していました。

これらのデータ型を使用すると、６４ビット化の準備を整えることが出来るそうです。試しに、これらを含めたデータサイズをチェックするだけのサンプルを作ってみました。

＜注意点＞

・固定精度整数型は、３２ビット用と６４ビット用のプログラムで同じ長さ（サイズ）に成ります。

・ポインター精度整数型は、３２ビット用にコンパイルされれば３２ビット長に、６４ビット用にコンパイルされれば６４ビット長になります。

・固定精度ポインター型は、長さを３２ビットまたは６４ビットに明示的に指定します。

・ボイド型ポインタ（void *、別名汎用ポインタ）の参照先変数への読み書きは出来ません。⇒「error C2100: 間接指定演算子 (*) の使い方が正しくありません。」

・POINTER_32、POINTER_64 の型に long long や double なども指定可能だと思いますが、確かめていません。

・マイクロソフトのドキュメントには、新しいデータ型を採用する事で、コードの堅牢性が向上します。（コードを）安全にするには、新しいデータ型を使用します。とあります。

・ドキュメントでは、HWND、HINSTANCE、HDC の３つもボイド型ポインタだろうと思うのですが、コンパイルエラーはそうではないと言っているような（永遠にお手上げ？）。

【３２ビットＷｉｎｄｏｗｓ環境のデータ型一覧】

　「long long」型は不使用が良いかと

　*1：ポインタの範囲全体にまたがる必要があるカウントに使用。
　*2：３２ビットシステムでは１６ビット、６４ビットシステムでは３２ビット。

　*1：ＵＮＩＣＯＤＥ文字列に対応。

　*1：アクセス不可を示す。
　*2：'HWND__' 'HINSTANCE__' 'HDC__' は、今のところ（永久に？）不明、アクセス不可？

　*1：３２ビットシステムではネイティブポインタ、６４ビットシステムでは切り捨てられた６４ビットポインタ。
　*2：６４ビットシステムではネイティブポインタ、３２ビットシステムでは符号拡張３２ビットポインタ。
　*3：３２ビットシステムでは上位ポインタのビット状態を想定するのは安全ではありません。

お試し環境
  WindowsXP 32bit Edition
  Visual C++ 2008

/*---- ３２ビットデータ型確認 ----------------　コマンドライン　--------------*/

D:\vc2008\x86x64>cl test.c

/*----------------------------------------------------------------------------*/

/*--------------------------------　お試し結果　------------------------------*/

D:\vc2008\x86x64>test
基本型
sizeof(a) = 1, sizeof(char *) = 4, a = 0x12
sizeof(b) = 2, sizeof(short *) = 4, b = 0x1234
sizeof(c) = 4, sizeof(int *) = 4, c = 0x12345678
sizeof(d) = 4, sizeof(long *) = 4, d = 0x12345678

固定精度整数型
sizeof(f) = 4, sizeof(DWORD32 *) = 4, f = 0x12345678
sizeof(g) = 8, sizeof(DWORD64 *) = 4, g = 0x1234567890abcdef
sizeof(h) = 4, sizeof(INT32 *) = 4, h = 0x12345678
sizeof(i) = 4, sizeof(UINT32 *) = 4, i = 0x12345678
sizeof(j) = 8, sizeof(INT64 *) = 4, j = 0x1234567890abcd12
sizeof(k) = 8, sizeof(UINT64 *) = 4, k = 0x1234567812345678
sizeof(l) = 4, sizeof(LONG32 *) = 4, l = 0x12345678
sizeof(m) = 4, sizeof(ULONG32 *) = 4, m = 0x12345678
sizeof(n) = 8, sizeof(LONG64 *) = 4, n = 0x1234567890ab1234
sizeof(o) = 8, sizeof(ULONG64 *) = 4, o = 0x1234567812345678

ポインタ精度整数型
sizeof(p) = 4, sizeof(DWORD_PTR *) = 4, p = 0x12345678
sizeof(q) = 4, sizeof(INT_PTR *) = 4, q = 0x12345678
sizeof(r) = 4, sizeof(UINT_PTR *) = 4, r = 0x12345678
sizeof(s) = 4, sizeof(LONG_PTR *) = 4, s = 0x12345678
sizeof(t) = 4, sizeof(ULONG_PTR *) = 4, t = 0x12345678
sizeof(u) = 4, sizeof(SIZE_T *) = 4, u = 0x12345678
sizeof(v) = 4, sizeof(SSIZE_T *) = 4, v = 0x12345678
sizeof(w) = 2, sizeof(HALF_PTR *) = 4, w = 0x1234
sizeof(x) = 2, sizeof(UHALF_PTR *) = 4, x = 0x1234

文字列型
sizeof(*sa) = 1, sizeof(PSTR) = 4, *sa = 1
sizeof(*sb) = 1, sizeof(LPSTR) = 4, *sb = 2
sizeof(*sc) = 1, sizeof(PCSTR) = 4, *sc = A
sizeof(*sd) = 1, sizeof(LPCSTR) = 4, *sd = A
sizeof(*se) = 2, sizeof(PWSTR) = 4, *se = 3
sizeof(*sf) = 2, sizeof(LPWSTR) = 4, *sf = 4
sizeof(*sg) = 2, sizeof(PCWSTR) = 4, *sg = A
sizeof(*sh) = 2, sizeof(LPCWSTR) = 4, *sh = A
sizeof(*si) = 1, sizeof(PTSTR) = 4, *si = 5
sizeof(*sj) = 1, sizeof(LPTSTR) = 4, *sj = 6
sizeof(*sk) = 1, sizeof(PCTSTR) = 4, *sk = A
sizeof(*sl) = 1, sizeof(LPCTSTR) = 4, *sl = A

ウインドウ型
sizeof(wa) = 4, sizeof(LPARAM *) = 4, wa = 0x12345678
sizeof(wb) = 4, sizeof(WPARAM *) = 4, wb = 0x12345678
sizeof(wc) = 4, sizeof(LRESULT *) = 4, wc = 0x12345678
sizeof(wd) = 4, sizeof(LPVOID *) = 4
sizeof(we) = 4, sizeof(HANDLE *) = 4
sizeof(wf) = 4, sizeof(HWND *) = 4
sizeof(wg) = 4, sizeof(HINSTANCE *) = 4
sizeof(wh) = 4, sizeof(HDC *) = 4

固定精度ポインタ型
sizeof(ya) = 4, sizeof(char *) = 4, *ya = 0x12
sizeof(yb) = 4, sizeof(int *) = 4, *yb = 0x12345678
sizeof(yc) = 4, sizeof(void *) = 4
sizeof(za) = 8, sizeof(short *) = 4, *za = 0x1234
sizeof(zb) = 8, sizeof(long *) = 4, *zb = 0x12345678
sizeof(zc) = 8, sizeof(void *) = 4

/*----------------------------------------------------------------------------*/

/*---- test.c ------------------------　お試しソース　------------------------*/

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
// 基本型
    char a = 0x12;
    short b = 0x1234;
    int c = 0x12345678;
    long d = 0x12345678;

// 固定精度整数型
    DWORD32 f = 0x12345678;
    DWORD64 g = 0x1234567890abcdef;
    INT32 h = 0x12345678;
    UINT32 i = 0x12345678;
    INT64 j = 0x1234567890abcdef;
    UINT64 k = 0x1234567890abcdef;
    LONG32 l = 0x12345678;
    ULONG32 m = 0x12345678;
    LONG64 n = 0x1234567890abcdef;
    ULONG64 o = 0x1234567890abcdef;

// ポインタ精度整数型
    DWORD_PTR p = 0x12345678;
    INT_PTR q = 0x12345678;
    UINT_PTR r = 0x12345678;
    LONG_PTR s = 0x12345678;
    ULONG_PTR t = 0x12345678;
    SIZE_T u = 0x12345678;
    SSIZE_T v = 0x12345678;
    HALF_PTR w = 0x1234;
    UHALF_PTR x = 0x1234;

// 文字列型
    PSTR sa = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    LPSTR sb = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    PCSTR sc = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    LPCSTR sd = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    PWSTR se = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    LPWSTR sf = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    PCWSTR sg = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    LPCWSTR sh = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    PTSTR si = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    LPTSTR sj = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    PCTSTR sk = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    LPCTSTR sl = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

// ウインドウ型
    LPARAM wa = 0x12345678;
    WPARAM wb = 0x12345678;
    LRESULT wc = 0x12345678;
    LPVOID wd = (LPVOID)0x12345678;
    HANDLE we = (HANDLE)0x12345678;
    HWND wf = (HWND)0x12345678;
    HINSTANCE wg = (HINSTANCE)0x12345678;
    HDC wh = (HDC)0x12345678;

// 固定精度ポインタ型
    char *POINTER_32 ya = (char *)0x12345678;
    int *POINTER_32 yb = (int *)0x12345678;
    void *POINTER_32 yc = (void *)0x12345678;
    short *POINTER_64 za = (short *)0x12345678; // warning C4826: 'short *' から 'short *' への変換は符号拡張されています。これは、予期しない実行時の動作を発生させる可能性があります。
    long *POINTER_64 zb = (long *)0x12345678; // warning C4826: 'long *' から 'long *' への変換は符号拡張されています。これは、予期しない実行時の動作を発生させる可能性があります。
    void *POINTER_64 zc = (void *)0x12345678; // warning C4826: 'void *' から 'void *' への変換は符号拡張されています。これは、予期しない実行時の動作を発生させる可能性があります。

// ウインドウ型チェック
    wd = &p;
    we = &q;
    wf = (HWND)&r;
    wg = (HINSTANCE)&s;
    wh = (HDC)&t;

//  *wd = 0x11; error C2100: 間接指定演算子 (*) の使い方が正しくありません。
//  *we = 0x22; error C2100: 間接指定演算子 (*) の使い方が正しくありません。
//  *wf = 0x33; error C2440: '=' : 'int' から 'HWND__' に変換できません。
//  *wg = 0x44; error C2440: '=' : 'int' から 'HINSTANCE__' に変換できません。
//  *wh = 0x55; error C2440: '=' : 'int' から 'HDC__' に変換できません。

// 固定精度ポインタ型チェック
    ya = (char *)&j;
    yb = (int *)&k;
    yc = &g;
    za = (short *)&n; // warning C4826: 'short *' から 'short *' への変換は符号拡張されています。これは、予期しない実行時の動作を発生させる可能性があります。
    zb = (long *)&o; // warning C4826: 'long *' から 'long *' への変換は符号拡張されています。これは、予期しない実行時の動作を発生させる可能性があります。
    zc = &g; // warning C4826: 'DWORD64 *' から 'void *' への変換は符号拡張されています。これは、予期しない実行時の動作を発生させる可能性があります。

    *ya = 0x12;
    *yb = 0x12345678;
//  *yc = 0x1234567890abcdef; error C2100: 間接指定演算子 (*) の使い方が正しくありません。
    *za = 0x1234;
    *zb = 0x12345678;
//  *zc = 0x1234567890abcdef; error C2100: 間接指定演算子 (*) の使い方が正しくありません。

// 文字列型チェック
    *sa = '1';
    *sb = '2';
//  *sc = '3'; error C2166: 左辺値は const オブジェクトに指定されています。
//  *sd = '4'; error C2166: 左辺値は const オブジェクトに指定されています。
    *se = '3';
    *sf = '4';
//  *sg = '7'; error C2166: 左辺値は const オブジェクトに指定されています。
//  *sh = '8'; error C2166: 左辺値は const オブジェクトに指定されています。
    *si = '5';
    *sj = '6';
//  *sk = '1'; error C2166: 左辺値は const オブジェクトに指定されています。
//  *sl = '2'; error C2166: 左辺値は const オブジェクトに指定されています。

// 基本型データ出力
    printf("基本型\n");
    printf("sizeof(a) = %d, sizeof(char *) = %d, a = %#x\n", sizeof(a), sizeof(char *), a);
    printf("sizeof(b) = %d, sizeof(short *) = %d, b = %#x\n", sizeof(b), sizeof(short *), b);
    printf("sizeof(c) = %d, sizeof(int *) = %d, c = %#x\n", sizeof(c), sizeof(int *), c);
    printf("sizeof(d) = %d, sizeof(long *) = %d, d = %#x\n", sizeof(d), sizeof(long *), d);

// 固定精度整数型データ出力
    printf("\n固定精度整数型\n");
    printf("sizeof(f) = %d, sizeof(DWORD32 *) = %d, f = %#x\n", sizeof(f), sizeof(DWORD32 *), f);
    printf("sizeof(g) = %d, sizeof(DWORD64 *) = %d, g = %#llx\n", sizeof(g), sizeof(DWORD64 *), g);
    printf("sizeof(h) = %d, sizeof(INT32 *) = %d, h = %#x\n", sizeof(h), sizeof(INT32 *), h);
    printf("sizeof(i) = %d, sizeof(UINT32 *) = %d, i = %#x\n", sizeof(i), sizeof(UINT32 *), i);
    printf("sizeof(j) = %d, sizeof(INT64 *) = %d, j = %#llx\n", sizeof(j), sizeof(INT64 *), j);
    printf("sizeof(k) = %d, sizeof(UINT64 *) = %d, k = %#llx\n", sizeof(k), sizeof(UINT64 *), k);
    printf("sizeof(l) = %d, sizeof(LONG32 *) = %d, l = %#x\n", sizeof(l), sizeof(LONG32 *), l);
    printf("sizeof(m) = %d, sizeof(ULONG32 *) = %d, m = %#x\n", sizeof(m), sizeof(ULONG32 *), m);
    printf("sizeof(n) = %d, sizeof(LONG64 *) = %d, n = %#llx\n", sizeof(n), sizeof(LONG64 *), n);
    printf("sizeof(o) = %d, sizeof(ULONG64 *) = %d, o = %#llx\n", sizeof(o), sizeof(ULONG64 *), o);

// ポインタ精度整数型データ出力
    printf("\nポインタ精度整数型\n");
    printf("sizeof(p) = %d, sizeof(DWORD_PTR *) = %d, p = %#x\n", sizeof(p), sizeof(DWORD_PTR *), p);
    printf("sizeof(q) = %d, sizeof(INT_PTR *) = %d, q = %#x\n", sizeof(q), sizeof(INT_PTR *), q);
    printf("sizeof(r) = %d, sizeof(UINT_PTR *) = %d, r = %#x\n", sizeof(r), sizeof(UINT_PTR *), r);
    printf("sizeof(s) = %d, sizeof(LONG_PTR *) = %d, s = %#x\n", sizeof(s), sizeof(LONG_PTR *), s);
    printf("sizeof(t) = %d, sizeof(ULONG_PTR *) = %d, t = %#x\n", sizeof(t), sizeof(ULONG_PTR *), t);
    printf("sizeof(u) = %d, sizeof(SIZE_T *) = %d, u = %#x\n", sizeof(u), sizeof(SIZE_T *), u);
    printf("sizeof(v) = %d, sizeof(SSIZE_T *) = %d, v = %#x\n", sizeof(v), sizeof(SSIZE_T *), v);
    printf("sizeof(w) = %d, sizeof(HALF_PTR *) = %d, w = %#x\n", sizeof(w), sizeof(HALF_PTR *), w);
    printf("sizeof(x) = %d, sizeof(UHALF_PTR *) = %d, x = %#x\n", sizeof(x), sizeof(UHALF_PTR *), x);

// 文字列型データ出力
    printf("\n文字列型\n");
    printf("sizeof(*sa) = %d, sizeof(PSTR) = %d, *sa = %c\n", sizeof(*sa), sizeof(PSTR), *sa);
    printf("sizeof(*sb) = %d, sizeof(LPSTR) = %d, *sb = %c\n", sizeof(*sb), sizeof(LPSTR), *sb);
    printf("sizeof(*sc) = %d, sizeof(PCSTR) = %d, *sc = %c\n", sizeof(*sc), sizeof(PCSTR), *sc);
    printf("sizeof(*sd) = %d, sizeof(LPCSTR) = %d, *sd = %c\n", sizeof(*sd), sizeof(LPCSTR), *sd);
    printf("sizeof(*se) = %d, sizeof(PWSTR) = %d, *se = %c\n", sizeof(*se), sizeof(PWSTR), *se);
    printf("sizeof(*sf) = %d, sizeof(LPWSTR) = %d, *sf = %c\n", sizeof(*sf), sizeof(LPWSTR), *sf);
    printf("sizeof(*sg) = %d, sizeof(PCWSTR) = %d, *sg = %c\n", sizeof(*sg), sizeof(PCWSTR), *sg);
    printf("sizeof(*sh) = %d, sizeof(LPCWSTR) = %d, *sh = %c\n", sizeof(*sh), sizeof(LPCWSTR), *sh);
    printf("sizeof(*si) = %d, sizeof(PTSTR) = %d, *si = %c\n", sizeof(*si), sizeof(PTSTR), *si);
    printf("sizeof(*sj) = %d, sizeof(LPTSTR) = %d, *sj = %c\n", sizeof(*sj), sizeof(LPTSTR), *sj);
    printf("sizeof(*sk) = %d, sizeof(PCTSTR) = %d, *sk = %c\n", sizeof(*sk), sizeof(PCTSTR), *sk);
    printf("sizeof(*sl) = %d, sizeof(LPCTSTR) = %d, *sl = %c\n", sizeof(*sl), sizeof(LPCTSTR), *sl);

// ウインドウ型データ出力
    printf("\nウインドウ型\n");
    printf("sizeof(wa) = %d, sizeof(LPARAM *) = %d, wa = %#x\n", sizeof(wa), sizeof(LPARAM *), wa);
    printf("sizeof(wb) = %d, sizeof(WPARAM *) = %d, wb = %#x\n", sizeof(wb), sizeof(WPARAM *), wb);
    printf("sizeof(wc) = %d, sizeof(LRESULT *) = %d, wc = %#x\n", sizeof(wc), sizeof(LRESULT *), wc);
    printf("sizeof(wd) = %d, sizeof(LPVOID *) = %d\n", sizeof(wd), sizeof(LPVOID *));
    printf("sizeof(we) = %d, sizeof(HANDLE *) = %d\n", sizeof(we), sizeof(HANDLE *));
    printf("sizeof(wf) = %d, sizeof(HWND *) = %d\n", sizeof(wf), sizeof(HWND *));
    printf("sizeof(wg) = %d, sizeof(HINSTANCE *) = %d\n", sizeof(wg), sizeof(HINSTANCE *));
    printf("sizeof(wh) = %d, sizeof(HDC *) = %d\n", sizeof(wh), sizeof(HDC *));

// 固定精度ポインタ型データ出力
    printf("\n固定精度ポインタ型\n");
    printf("sizeof(ya) = %d, sizeof(char *) = %d, *ya = %#x\n", sizeof(ya), sizeof(char *), *ya);
    printf("sizeof(yb) = %d, sizeof(int *) = %d, *yb = %#x\n", sizeof(yb), sizeof(int *), *yb);
//  printf("sizeof(yc) = %d, sizeof(void *) = %d, *yc = %d\n", sizeof(yc), sizeof(void *), *yc); error C2100: 間接指定演算子 (*) の使い方が正しくありません。
    printf("sizeof(yc) = %d, sizeof(void *) = %d\n", sizeof(yc), sizeof(void *));
    printf("sizeof(za) = %d, sizeof(short *) = %d, *za = %#x\n", sizeof(za), sizeof(short *), *za);
    printf("sizeof(zb) = %d, sizeof(long *) = %d, *zb = %#x\n", sizeof(zb), sizeof(long *), *zb);
//  printf("sizeof(zc) = %d, sizeof(void *) = %d, *zc = %d\n", sizeof(zc), sizeof(void *), *zc); error C2100: 間接指定演算子 (*) の使い方が正しくありません。
    printf("sizeof(zc) = %d, sizeof(void *) = %d\n", sizeof(zc), sizeof(void *));

    return(0);
}

/*----------------------------------------------------------------------------*/
/*============================================================================*/