Question

调用look_back_1（）或look_back_2（）时，下面的示例应该会崩溃。原因：当否定无符号变量时，结果应保持无符号。

#include <stdio.h>


int look_back_1(int *arr, unsigned int nmElems, unsigned long dist)
{
    int *elem = arr + nmElems;
    elem += -dist;
    return (*elem);
}


int look_back_2(int *arr, unsigned int nmElems, unsigned int dist)
{
    int *elem = arr + nmElems;
    elem += -dist;
    return (*elem);
}


int main(int argc, char **argv)
{
    int arr[100] = { 0, };
    printf("1. %d\n", look_back_1(arr, 100, 1)); //       <NEEDS TO CRASH, BUT WORKS????>>
    printf("2. %d\n", look_back_2(arr, 100, 1)); //       <<CRASH!!!!!>>
}

当进行数组越界访问时，GCC 4.5在每个函数调用中崩溃。编译器为这两种情况发出NEG操作码。

GCC 6.1或Clang只会在调用int版本时崩溃。但是当它们为unsigned long版本发出SUB操作码时，它们都避免了崩溃。

他们是否允许这样做？

Answer 1

[编辑]这是问题的上一版本的答案，它显示了使用参数dist==1调用这些函数时的问题

-(unsigned long)1定义明确并且包装好。它只是ULONG_MAX。出于同样的原因，-(unsigned int)为UINT_MAX。

数组边界外的指针运算会导致未定义的行为，因此GCC忽略这种可能性是完全合理的。例如，它们可以将x64上的指针视为带有环绕的64位整数。将64位ULONG_MAX添加到带有环绕的64位指针只会将指针减少-1，这就是环绕的工作方式。在UINT_MAX附近添加32位int[100]点。

因此，您看到的行为是未定义行为的完全有效后果。然而，它完全不可靠。优化器可能知道您不能添加超过数组中允许的最大元素数（在64位平台上4字节整数将为2 ^ 62），并从那里做出假设。

Answer 2

看看你的“godbolt”拆卸，差异很容易。您正在编译一个原生64位的平台，unsigned int 32位和unsigned long 64位。也就是说，数学本身是模2 ^ 64，它与unsigned long的行为完全匹配。但是对于unsigned int，需要一条额外的指令。这是从32位寄存器到其自身（！）的细微MOV指令。这个指示的原因是什么？它清除64位结果的高32位，这就是“模2 ^ 32”行为所需的。

这很有效，也很聪明。对于展示未定义行为的代码，它可能会给出意想不到的结果，但无论如何你都不应该对这些案例抱有期望。

使用无符号“负”数字递减指针

2 个答案: