理解 C 中的积分算术

Question

编辑：将 void * 修改为 uint8_t * 值。问题依然存在。

编辑：问题是一个简单的变量溢出，与整数提升无关。

我解决了那段简化代码中的一个错误。类型与源代码中的相同。

unsigned int entrySize;    // entrySize is 288
int startIndex, endIndex;  // both are 24536838
uint8_t *pStartAddr;          // valid initialized pointer (0x34f1e40)

/*Mystery begins...*/
uint8_t *curr_addr = pStartAddr + entrySize * startIndex;
while (curr_addr <= startAddr + entrySize * endIndex)
{
    externFunc(curr_addr);
    curr_addr+=entrySize;
}

快速浏览此代码似乎很明显，不包括奇怪的类型选择。

然而，在我们的一次崩溃中，curr_addr 似乎获得了一个无效指针。 我的预感是 entrySize * startIndex 存在问题，因为它们的乘法集在第 32 位，并且将 startIndex 和 endIndex 作为有符号类型可能会使编译器混淆要使用的所需值。

在更改了它们的类型后，问题解决了。 但我无法弄清楚究竟是什么出了问题。

我正在使用 64 位机器、x86_64 CPU、gcc (GCC) 4.8.5 20150623 和 linux red hat 发行版（版本 4.8.5-28）

我假设当上面的计算设置在entrySize * startIndex 的第 32 位时问题开始发生。但是，当我使用第一个打开第 32 位的 startIndex 值时，它仍然有效。它也显示了

我的问题是：

• 是int*unsigned int的值结果被认为是有符号或 未签名？结果类型的等级是多少？乘法可以 可能溢出到 8 字节类型，我假设编译器阻止 失去精度，对吧？
• startAddr 是 void*。然后添加 到第一个问题中计算的任何值和类型。是void* 考虑signed 或unsigned？我的预感当然是unsigned value，但我无法支持。
• 什么整数提升发生在 startAddr + result>>。
• 我们的while 语句是否可以永远停止（实际上）？如果不等式的右边是有符号数（宽度至少为 8 字节），那么左边（curr_addr）是否也会被提升为有符号数，导致死循环？
• 欢迎您逐步解释：)

我阅读了这些链接中包含的内容，但仍然一无所知：

1. https://www.oreilly.com/library/view/c-in-a/0596006977/ch04.html
2. Integer conversion rank of signed and unsigned int

Answer 1

1. void* 上的指针运算行为未定义。

2. 指针算法仅在数组中有效。请注意，您可以设置一个指向数组最后一个元素的指针，但不要尝试取消引用它。这条规则也适用于可以被视为单元素数组的对象。

(1) 在您的代码中肯定没有被遵守（您的编译器没有警告您 - 如果没有，请将其装箱），（2）可能不会。有点滑稽的是（就我而言），你的具体问题并不相关。

Answer 2

乘法可能会溢出到 8 字节类型，我假设编译器可以防止丢失精度，对吧？

这是一个非常错误的假设。每the 3.4.3 description of undefined behavior from the C standard（我的粗体字）：

3.4.3

1 未定义的行为行为，在使用不可移植或错误的 程序构造或错误数据，为此国际 标准没有要求

2 注意可能的未定义行为范围从忽略情况 完全具有不可预测的结果，在翻译过程中表现得很好 或以文件化方式执行程序的特征 环境（无论是否发布诊断消息），以 终止翻译或执行（发出 诊断信息）。

3 示例 未定义行为的一个示例是整数行为 溢出。

整数溢出就是 C 标准本身中使用的未定义行为的一个例子。

而288 * 24536838 等于7066609344，这远远超出了32 位int 的容量，无论是signed 还是unsigned，从而调用未定义的行为。

所以不，编译器不会“防止丢失精度”。事实上恰恰相反。