C中的无符号溢出

Question

考虑以下一段 C 代码：

#include <stdint.h>

uint32_t inc(uint16_t x) {
 return x+1;
}

在纯 x86_64 系统上使用带有标志 -std=c99 -march=core2 -msse4.1 -O2 -pipe -Wall 的 gcc-4.4.3 编译时，它会产生

movzwl %di,%eax
inc    %eax
retq

现在，在 C 中预测无符号溢出。我对 x86_64 汇编了解不多，但据我所知，16 位参数寄存器正在移动到 32 位寄存器，该寄存器递增并返回。我的问题是，如果 x == UINT16_MAX。会发生溢出，标准规定 x+1==0，对吗？但是，鉴于 %eax 是一个 32 位寄存器，它现在包含 UINT16_MAX+1，这是不正确的。

这让我在这里连接一个问题：是否有一种可移植的方法来禁用 C 中的无符号溢出，以便编译器可以假设存储在大寄存器中的小变量的高位始终为 0（因此不需要清除他们）？如果没有（或者如果解决方案在语法上很糟糕），至少在 GCC 中有没有办法做到这一点？

非常感谢您的宝贵时间。

Answer 1

不，C 类型受默认促销活动的约束。假设uint16_t的转化排名低于int，则将其提升为int，并以int进行加法，返回时转换为uint32_t。

至于你最后的相关问题，我不太明白你想要什么。

Answer 2

使用不使用编译器中介进行计算的编码样式，注意 (1) 将具有数据类型 int。

uint32_t inc(uint16_t x) {
 uint16_t y = x + 1;
 return y;
}

Answer 3

该标准描述整数溢出的方式的一个特点是它允许编译器假设不会发生溢出。在您在那里显示的情况下，编译器不应保留溢出的行为，因为毕竟 x+1 可能采用的可能值范围（假设溢出不存在）适合返回类型。

Answer 4

对于您的第二个问题，在 C 中没有无符号类型溢出之类的东西，适用的术语是包装。根据定义，无符号类型是以 2^width 为模计算的。每当您将更宽的无符号类型转换为更窄的类型时，高位都会被丢弃。所有的 C 编译器都应该这样实现，你不必担心。

本质上，无符号类型非常简单，只有有符号类型才会出现讨厌的事情。