c - Unsigned int 从 32 位到 64 位操作系统

Question

此代码片段摘自一本 linux 书籍。 如果不适合在此处发布代码片段，请告诉我。 我会删除它。谢谢。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
  char buf[30];
  char *p;
  int i;
  unsigned int index = 0;
  //unsigned long index = 0;
  printf("index-1 = %lx (sizeof %d)\n", index-1, sizeof(index-1));
  for(i = 'A'; i <= 'Z'; i++)
      buf[i - 'A'] = i;
  p  = &buf[1];
  printf("%c: buf=%p p=%p p[-1]=%p\n", p[index-1], buf, p, &p[index-1]);
  return 0;
}

在 32 位操作系统环境中: 无论索引的数据类型是 unsigned int 还是 unsigned long，这个程序都可以正常工作。

在 64 位操作系统环境中: 如果 index 被声明为 unsigned int，则相同的程序将运行到“核心转储”。 但是，如果我只将索引的数据类型从 unsigned int 更改为 a) unsigned long 或 b) unsigned short， 这个程序也很好用。

书上的原因只告诉我64位会因为非负数导致core-dump。但是我不知道为什么 unsigned long 和 unsigned short 工作但 unsigned int。

让我感到困惑的是

p + (0u -1) == p + UINT_MAX 当索引为无符号整数时。

但是，

p + (0ul - 1) == p[-1] 当索引为无符号长整数时。

我卡在这里了。

如果有人能帮忙详细说明一下，不胜感激!

谢谢。

这是我的 32 位(RHEL5.10/gcc 版本 4.1.2 20080704)的一些结果

和64位机器(RHEL6.3/gcc版本4.4.6 20120305)

我不确定 gcc 版本在这里是否有任何区别。 所以，我也粘贴了信息。

在 32 位上:

我尝试了两个改变:

1) 将unsigned int index = 0修改为unsigned short index = 0。

2) 将unsigned int index = 0修改为unsigned char index = 0。

程序可以正常运行。

index-1 = ffffffff (sizeof 4)

A: buf=0xbfbdd5da p=0xbfbdd5db p[-1]=0xbfbdd5da

看来索引的数据类型会因为-1而提升为4字节。

在 64 位上:

我尝试了三个改变:

1) 将unsigned int index = 0修改为unsigned char index = 0。

  It works!

index-1 = ffffffff (sizeof 4)

A: buf=0x7ffff304ae0 p=0x7ffff304ae1 p[-1]=0x7ffff304ae0

2) 将unsigned int index = 0修改为unsigned short index = 0。

 It works!

index-1 = ffffffff (sizeof 4)

A: buf=0x7fff48233170 p=0x7fff48233171 p[-1]=0x7fff48233170

3) 将unsigned int index = 0修改为unsigned long index = 0。

 It works!

index-1 = ffffffff (sizeof 8)

A: buf=0x7fffb81d6c20 p=0x7fffb81d6c21 p[-1]=0x7fffb81d6c20

但是，只有

unsigned int index = 0 在最后一个 printf 处进入核心转储。

index-1 = ffffffff (sizeof 4)

段错误(核心转储)

Answer 1

不要欺骗编译器!

向 printf 传递一个 int 它需要一个 long (%ld) 是未定义的行为。
(创建一个指向任何有效对象外部(而不仅仅是在一个对象后面)的指针也是 UB ......)

更正格式说明符和指针算法(包括作为特殊情况的索引)，一切都会正常工作。

_{UB 包括“它按预期工作”以及“灾难性故障”。}

顺便说一句:如果您礼貌地向编译器询问所有警告，它会警告您。使用 -Wall -Wextra -pedantic 或类似的。