基于N2346标准的函数指针差异化表示架构示例问询

N2346/6.2.5p28 条款规定：

所有结构体类型的指针互相之间必须具备相同的表示与对齐要求。所有联合体类型的指针互相之间必须具备相同的表示与对齐要求。指向其他类型的指针无需具备相同的表示或对齐要求。

以下是几种存在不同函数指针表示/对齐差异的实际架构及示例：

1. 大内存模型的AVR 8位单片机（如ATmega2560） #

AVR属于典型的哈佛架构，程序存储（ROM）和数据存储（RAM）独立编址：

• 小内存模型下，ROM空间不超过64KB，函数指针为16位，对齐要求2字节，可覆盖全部ROM地址范围
• 大内存模型下，ROM空间扩展到256KB，函数指针升级为24位（实际存储占用4字节），对齐要求4字节，额外多出来的8位用于选择ROM的存储页
  两种模型下的函数指针长度、对齐要求、地址解析逻辑完全不同，直接互转必然会出现调用错误。

2. 带Thumb指令集的早期ARM架构（ARMv4及更早版本） #

这类ARM架构同时支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集，硬件通过函数指针的最低位判断要执行的指令集类型：

• 指向ARM指令的函数指针最低位固定为0，有效地址要求4字节对齐
• 指向Thumb指令的函数指针最低位固定为1，有效地址要求2字节对齐
  如果把Thumb函数的指针直接赋值给ARM函数指针类型再调用，处理器会把地址最低位的1当成有效地址位的一部分，访问到错误的指令地址，直接触发未定义指令异常。

3. IBM i（原AS/400）商用平台 #

该平台的函数指针是128位的胖指针，内置了代码段权限标识、段基地址、入口偏移、调用约定标记等多个字段，而普通数据指针仅为64位。哪怕同是函数指针，不同调用约定的函数对应的指针内部字段定义也有差异，对齐要求统一为8字节，和普通数据指针、不同调用约定的函数指针都不能直接通用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Some Name