左移计数> = C宏中的类型宽度

Question

我编写了一个 C 宏来设置/取消设置 uint32 变量中的位。以下是宏的定义：

extern uint32_t error_field, error_field2;
    #define SET_ERROR_BIT(x) do{\
                                if(x < 0 || x >63){\
                                    break;\
                                }\
                                if(((uint32_t)x)<32U){\
                                    (error_field |= ((uint32_t)1U << ((uint32_t)x)));\
                                    break;\
                                } else if(((uint32_t)x)<64U){\
                                    (error_field2 |= ((uint32_t)1U<<(((uint32_t)x)-32U)));\
                                }\
                            }while(0)

    #define RESET_ERROR_BIT(x) do{\
                                if(((uint32_t)x)<32U){\
                                    (error_field &= ~((uint32_t)1U<<((uint32_t)x)));\
                                    break;\
                                } else if(((uint32_t)x) < 64U){\
                                    (error_field2 &= ~((uint32_t)1U<<(((uint32_t)x)-32U)));\
                                }\
                             } while(0)

我正在传递一个枚举字段，如下所示：

enum error_bits {
    error_chamber01_data = 0,
    error_port21_data,
    error_port22_data,
    error_port23_data,
    error_port24_data,
/*this goes on until 47*/
};

产生此警告：

左移计数 >= [-Wshift-count-overflow] 类型的宽度

我这样调用宏：

USART2->CR1 |= USART_CR1_RXNEIE;
SET_ERROR_BIT(error_usart2);
/*error_usart2 is 47 in the enum*/
return -1;

每个宏都会收到此警告，即使是左移计数

如果我在没有宏的情况下使用宏的定义，它不会产生任何警告。行为与 64 位变量相同。我正在使用 AC6 STM32 MCU GCC 编译器对 STM32F7 进行编程。 我不明白为什么会这样。谁能帮帮我？

Answer 1

可能是编译器无法正确诊断的问题，如 M Oehm 所述。一种解决方法是，不使用减号运算，而是使用余数运算：

#define _SET_BIT(x, bit) (x) |= 1U<<((bit) % 32U)
#define SET_BIT(x, bit) _SET_BIT(x, (uint32_t)(bit))
#define _SET_ERROR_BIT(x) do{\
                            if((x)<32U){\
                                SET_BIT(error_field, x);\
                            } else if((x)<64U){\
                                SET_BIT(error_field2, x);\
                            }\
                        }while(0)
#define SET_ERROR_BIT(x) _SET_ERROR_BIT((uint32_t)(x))

这样编译器终于足够聪明，知道x的值永远不会超过32。

对“_”宏的调用用于强制 x 始终为 uint32_t，无条件地对宏调用，避免使用负值 x 的调用的 UB。

在coliru测试

Answer 2

问题：

在宏中，您可以区分两种情况，它们本身是可以的。警告来自未执行的分支，其中班次超出范围。 （显然这些诊断是在死分支被消除之前发出的。） @M Oehm

解决方案

无论x 的值和是x 的类型，确保两个路径中的班次都在0-31 范围内。

x & 31 比x%32 或x%32u 更保险。当x < 0 和足够宽的类型时，% 可能会导致负余数。

   #define SET_ERROR_BIT(x) do{\
                                if((x) < 0 || (x) >63){\
                                    break;\
                                }\
                                if(((uint32_t)x)<32U){\
                                    (error_field |= ((uint32_t)1U << ( (x)&31 )));\
                                    break;\
                                } else if(((uint32_t)x)<64U){\
                                    (error_field2 |= ((uint32_t)1U<<( (x)&31 )));\
                                }\
                            }while(0)

---

作为一般规则：在每次使用 x 时最好使用 ()。

Answer 3

看到线程，我想指出一个很好的（也许是更干净的）方法来设置、重置和切换位的状态，在线程中的两个无符号整数的情况下。此代码应该是 OT，因为使用的 x 应该是 unsigned int（或 int）而不是 enum 值。

我已经在这个答案的末尾写了这行代码。

代码接收多个参数对作为输入。每对参数是一个字母和一个数字。这封信可能是：

• S 设置位
• R 重置位
• T 切换一下

数字必须是从 0 到 63 的位值。代码中的宏会丢弃每个大于 63 的数字，并且不会对变量进行任何修改。没有对负值进行评估，因为我们假设位值是无符号值。

例如（如果我们将程序命名为 bitman）：

执行：bitman S 0 S 1 T 7 S 64 T 7 S 2 T 80 R 1 S 63 S 32 R 63 T 62

输出将是：

S 0 00000000-00000001
S 1 00000000-00000003
T 7 00000000-00000083
S 64 00000000-00000083
T 7 00000000-00000003
S 2 00000000-00000007
T 80 00000000-00000007
R 1 00000000-00000005
S 63 80000000-00000005
S 32 80000001-00000005
R 63 00000001-00000005
电话 62 40000001-00000005

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>

static uint32_t err1 = 0;
static uint32_t err2 = 0;

#define SET_ERROR_BIT(x) (\
    ((unsigned)(x)>63)?err1=err1:((x)<32)?\
    (err1 |= (1U<<(x))):\
    (err2 |= (1U<<((x)-32)))\
    )

#define RESET_ERROR_BIT(x) (\
    ((unsigned)(x)>63)?err1=err1:((x)<32)?\
    (err1 &= ~(1U<<(x))):\
    (err2 &= ~(1U<<((x)-32)))\
    )

#define TOGGLE_ERROR_BIT(x) (\
    ((unsigned)(x)>63)?err1=err1:((x)<32)?\
    (err1 ^= (1U<<(x))):\
    (err2 ^= (1U<<((x)-32)))\
    )

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i;
    unsigned int x;

    for(i=1;i<argc;i+=2) {
        x=strtoul(argv[i+1],NULL,0);

        switch (argv[i][0]) {
        case 'S':
            SET_ERROR_BIT(x);
            break;
        case 'T':
            TOGGLE_ERROR_BIT(x);
            break;
        case 'R':
            RESET_ERROR_BIT(x);
            break;
        default:
            break;
        }

        printf("%c %2d %08X-%08X\n",argv[i][0], x, err2, err1);
    }

    return 0;
}

宏被分成多行，但它们都是一行代码。

代码 main 没有错误控制，如果参数没有正确指定，程序可能是未定义的行为。