无法绕过 gcc 的 -Wconversion

Question

int main() {

    struct { unsigned int a:20; } s;
    unsigned int val = 0xaabbc000;

    s.a = val & 0xfffff;         // 1) works
    s.a = (val >> 12) & 0xfffff; // 2) generates -Wconversion warning
}

我正在使用 -Wconversion 编译一个项目，但遇到了一个无法让编译器相信我可以进行转换的情况。

• 在情况 1 中，我使用的是在 c++ bit fields and -Wconversion 中提出的相同解决方案，并且效果很好。它强制编译器接受转换，因为位掩码限制了值的范围。

• 然而，在情况 2 中，由于转换（但为什么？），编译器拒绝接受转换。并通过以下方式抱怨：

  $ gcc wconv.c -Wconversion -Werror
  wconv.c: In function ‘main’:
  wconv.c:8:11: error: conversion to ‘unsigned int:20’ from ‘unsigned int’ may alter its value [-Werror=conversion]
   s.a = (val >> 12) & 0xfffff; // 2) generates -Wconversion warning
         ^
  cc1: all warnings being treated as errors
  

  （有趣的说明：使用 clang 编译代码没有问题。到目前为止，我观察到 clang 的 -Wconversion 比 GCC 的严格得多。）

问题：

• 如何说服 GCC 编译案例 2？
• 而且，为什么右移会改变一切？在我的理解中，给定一个具有unsigned int 类型的表达式，位移操作不应该改变它的类型。
• 最后，这可能是编译器错误吗？

注意[1]：这个问题不是重复的：c++ bit fields and -Wconversion 因为那里提出的解决方案对我来说根本不起作用。

注意[2]：这个问题不是重复的： Why >>24 causes -Wconversion but >>23 doesn't? 因为指的是 不同 错误（或相同核心错误的不同表现形式）并且有一个使用强制转换的简单解决方法，就像在 c++ bit fields and -Wconversion 中提出的那样，至少在 GCC 7.3 中。

Answer 1

我刚刚发现在 GCC 的错误跟踪器中有几个与 -Wconversion 相关的错误。特别是：https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=39170

具体来说，评论#18 (https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=39170#c18) 报告了一个与我的几乎相同的示例：

#include <stdint.h>

struct foo
{
   unsigned bar: 30;
   unsigned fill: 2;
};

struct foo test(uint32_t value)
{
   struct foo foo;

   foo.bar = (value >> 2) & 0x3fffffffU;

   return foo;
}

因此，我认为这个问题绝对是一个gcc bug。

个人解决方法

鉴于编译器的错误，我个人的解决方法是将右移操作包装在 static always_inline 函数中，即使我对这个 hack 并不特别满意。

#include <stdint.h>

static __attribute__((always_inline)) inline uintptr_t
rshift(uintptr_t val, uintptr_t bits)
{
   return val >> bits;
}

int main() {

    struct { unsigned int a:20; } s;
    unsigned int val = 0xaabbc000;

    s.a = val & 0xfffff;                // 1) works
    s.a = (rshift(val, 12)) & 0xfffff;  // 2) works
}

PSkocik 建议的解决方法

   s.a = (unsigned){(val >> 12)} & 0xfffff; // works

这是我现在最喜欢的。

Answer 2

A ... 解决方法：使用临时变量。不理想，但它摆脱了警告

const unsigned t = val >> 12u;
s.a = t & 0xfffffu;

除此之外，您可以明确关闭该行的警告：

#pragma GCC diagnostic push
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wconversion"
    s.a = (val  >> 12u) & 0xfffffu;
#pragma GCC diagnostic pop