Leveraging C++20/23 Features for Low Level Interactions

• 语言: 英语
• 格式: .pdf
• 来源: github.com/CppCon

摘要

文档讨论了利用C++20/23特性进行低级交互的方法，特别是std::byteswap在处理字节顺序转换中的应用。C++23引入std::byteswap以支持字节交换，常用于处理网络和加密中的字节顺序问题，以及处理硬件错误。文档还涉及在C++环境下与C语言交互的最佳实践，包括访问控制、虚函数和静态反射的使用。在baremetal环境中，C++的高级特性能够提高硬件访问的安全性和可测试性。文档还提到了未来C++26版本中的新特性，如饱和算术和静态反射。

AI总结

本文主要探讨了如何利用C++20和C++23的新特性来优化低级交互，以下是核心内容的总结：

### 关键观点
1. **字节序转换**
- 需要频繁处理字节序转换的场景包括：网络字节序到处理器字节序、加密字节序到处理器字节序，以及处理硬件漏洞（确实会发生）。
- C++23引入了`std::byteswap`，可以用作`constexpr`，支持字节交换操作。例如：

     auto swapped = std::byteswap(my_integer);

它还支持数组中的字节交换：

     std::uint16_t array = {...};  
     for(auto a : array) {  
         lhs = std::byteswap(a);  
     }

2. **静态分析与编译器优化**
尽管仍需静态分析，但C++23通过更多的编译器支持（如`std::byteswap`）简化了开发流程。

3. **其他C++23特性**
- 支持`consteval`和模板参数的扩展。
- 提供对`no-integer-signed-radius`（LSR，无符号整数半径）ódigo支持。

4. **C++26新特性展望**
- **饱和算术**：通过标准库自动处理溢出检查。
- **静态反射**：支持枚举到字符串的转换等功能。

### 其他C++指导原则
- 在C/C++边界使用相同的访问控制规则。
- 避免在对象或基类中使用`virtual`。
- 最派生类中不应有非静态数据成员。
- 所有基类和成员必须是标准布局类型。

### 总结
C++20和C++23的新特性显著提升了低级交互的安全性、可测试性和代码清晰度。通过利用这些特性，开发者可以更高效地处理硬件交互问题，同时减少代码维护的复杂度。未来C++26的新特性也为进一步优化提供了可能性。