学习艰难的方式,我试图在x86机器上将long long
和uint64_t
移动到超过32位,导致0
。我依稀记得在32位机器上移动操作符只能在前32位上操作,但不能重新收集源。我想知道是否在x86机器上移动超过32位的uint64_t整数是未定义的行为?
标准说(n1570中为6.5.7):
3对每个操作数执行整数提升。结果的类型是提升的左操作数的类型。如果右操作数的值为负或大于或等于提升的左操作数的宽度,则行为未定义。
4 E1 << E2的结果是E1左移E2位位置;腾出的位用零填充。如果E1具有无符号类型,则结果的值为E1×2E2,比结果类型中可表示的最大值减少一个模数。如果E1具有有符号类型和非负值,并且在结果类型中可以表示E1×2E2,那么这就是结果值;否则,行为未定。
5 E1 >> E2的结果是E1右移E2位的位置。如果E1具有无符号类型或者E1具有有符号类型和非负值,则结果的值是E1 / 2E2的商的整数部分。如果E1具有有符号类型和负值,则生成的值是实现定义的。
将uint64_t
移动小于64位的距离完全由标准定义。
由于long long
必须至少为64位,因此如果结果不溢出,则非负值的标准定义小于64位的long long
值。
但请注意,如果你写一个适合32位的文字,例如uint64_t s = 1 << 32
由@drhirsch推测,你实际上并没有移动64位值而是32位值。这是未定义的行为。
最常见的结果是shift_distance % 32
或0的转换,具体取决于硬件的作用(并假设编译器的编译时评估模拟硬件语义,而不是鼻子恶魔。)
使用1ULL < 63
在移位前制作移位操作数unsigned long long
。
C标准要求转换正常工作。特定的错误编译器可能有您描述的缺陷,但这是错误的行为。
这是一个测试程序:
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
uint64_t x = 1;
for (int i = 0; i < 64; i++)
printf("%2d: 0x%.16" PRIX64 "\n", i, (x << i));
return 0;
}
这是运行RHEL 5和GCC 4.1.2的i686机器上的输出,也是x86 / 64机器(也运行RHEL 5和GCC 4.1.2)和x86 / 64 Mac(运行Mac OS X 10.7)的输出。 3与GCC 4.7.0)。由于这是预期的结果,我得出结论,在32位机器上没有必要的问题,并且GCC至少没有表现出任何这样的错误,因为GCC 4.1.2(并且可能从未表现出这样的错误)。
0: 0x0000000000000001
1: 0x0000000000000002
2: 0x0000000000000004
3: 0x0000000000000008
4: 0x0000000000000010
5: 0x0000000000000020
6: 0x0000000000000040
7: 0x0000000000000080
8: 0x0000000000000100
9: 0x0000000000000200
10: 0x0000000000000400
11: 0x0000000000000800
12: 0x0000000000001000
13: 0x0000000000002000
14: 0x0000000000004000
15: 0x0000000000008000
16: 0x0000000000010000
17: 0x0000000000020000
18: 0x0000000000040000
19: 0x0000000000080000
20: 0x0000000000100000
21: 0x0000000000200000
22: 0x0000000000400000
23: 0x0000000000800000
24: 0x0000000001000000
25: 0x0000000002000000
26: 0x0000000004000000
27: 0x0000000008000000
28: 0x0000000010000000
29: 0x0000000020000000
30: 0x0000000040000000
31: 0x0000000080000000
32: 0x0000000100000000
33: 0x0000000200000000
34: 0x0000000400000000
35: 0x0000000800000000
36: 0x0000001000000000
37: 0x0000002000000000
38: 0x0000004000000000
39: 0x0000008000000000
40: 0x0000010000000000
41: 0x0000020000000000
42: 0x0000040000000000
43: 0x0000080000000000
44: 0x0000100000000000
45: 0x0000200000000000
46: 0x0000400000000000
47: 0x0000800000000000
48: 0x0001000000000000
49: 0x0002000000000000
50: 0x0004000000000000
51: 0x0008000000000000
52: 0x0010000000000000
53: 0x0020000000000000
54: 0x0040000000000000
55: 0x0080000000000000
56: 0x0100000000000000
57: 0x0200000000000000
58: 0x0400000000000000
59: 0x0800000000000000
60: 0x1000000000000000
61: 0x2000000000000000
62: 0x4000000000000000
63: 0x8000000000000000
Daniel Fischer's answer回答了有关C语言规范的问题。至于在按可变数量发出班次时x86机器上实际发生的情况,请参阅Intel Software Developer Manual第2B卷,p。 4-506:
计数被屏蔽为5位(如果在64位模式下使用REX.W则为6位)。计数范围限制为0到31(如果使用64位模式和REX.W,则为63)。
因此,如果您尝试移动大于31或63的值(分别对于32位和64位值),硬件将仅使用移位量的底部5或6位。所以这段代码:
uint32_t RightShift(uint32_t value, uint32_t count)
{
return value >> count;
}
将导致x86和x86-64上的RightShift(2, 33) == 1
。根据C标准,它仍然是未定义的行为,但是在x86上,如果编译器将其编译为sar
指令,它将在该体系结构上定义行为。但是你仍然应该避免编写依赖于特定于体系结构的怪癖的这种代码。
不行,没关系。
ISO 9899:2011 6.5.7按位移位算子
如果右操作数的值为负或大于或等于提升的左操作数的宽度,则行为未定义。
情况并非如此,因此它很好并且定义明确。
通过包含在0和该类型宽度的前任之间的数字的移位不会导致未定义的行为,但是左移一个负数会起作用。你会这样做吗?
另一方面,对负数进行右移是实现定义的,并且大多数编译器在右移有符号类型时传播符号位。