c++ - gcc 和 clang 在使用无符号值左移时产生不同的输出

Question

根据 this interesting paper about undefined behavior optimization in c , 表达式 (x<<n)|(x>>32-n) “当 n = 0 时在 C 中执行未定义的行为”。 This stackoverflow discussion确认负整数的行为是未定义的，并讨论了左移值的其他一些潜在陷阱。

考虑以下代码:

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

uint32_t rotl(uint32_t x, uint32_t n)
{
    return (x << n) | (x >> (32 - n));
}

int main()
{
    uint32_t y = rotl(10, 0);
    printf("%u\n", y);
    return 0;
}

使用以下参数编译:-O3 -std=c11 -pedantic -Wall -Wextra

• 在 gcc >5.1.0 中程序的输出是 10 .
• 在 clang >3.7.0 中输出为 4294967295 .

有趣的是，用 C++ 编译时仍然如此:gcc results , clang results .

因此，我的问题如下:

1. 根据我对标准语言的理解，这应该不调用未定义/实现定义的行为，因为两个参数都是无符号整数并且没有一个值是负数。这样对吗？如果不是，c11 和 c++11 标准的相关部分是什么？
2. 如果前面的陈述是正确的，那么哪个编译器会根据 c/c++ 标准生成正确的输出？直觉上，左移没有数字应该返回值，即 gcc 输出的值。
3. 如果不是上述情况，为什么没有关于此代码可能由于左移溢出而调用未定义行为的警告？

Answer 1

来自 [expr.shift]，强调我的:

The behavior is undefined if the right operand is negative, or greater than or equal to the length in bits of the promoted left operand.

你正在做:

(x >> (32 - n))

使用 n == 0，所以您将 32 位数字右移 32。因此，UB。