c - 为什么没有类型转换警告？

Question

我有以下 C 代码片段，在 Clang 中启用了 -Wconversion:

uint8_t num_ch = get_num_channels();
uint64_t test_mask = 1 << num_ch;

我希望这会引发某种警告，因为 1 是一个隐式的“signed int”，然后被分配给 uint64_t，但编译器没有提示:(
我错过了什么？

Answer 1

Why no type conversion warning?

简短回答:因为您使用的 clang/LLVM 版本中存在缺陷(有些人甚至可能称其为错误)。
讨论/说明/推理
该问题源于对位移表达式的评估，s << u ，其中 s是有符号整数类型和 u是无符号类型。现在，根据this C11 Draft Standard (粗体我的):

6.5.7 Bitwise shift operators
...
3 The integer promotions are performed on each of the operands. The type of the result is that of the promoted left operand.

这意味着表达式的结果是一个有符号整数。从今以后，我应该指出，我正在使用(并假设)一个使用 32 位“基本”的平台 int类型。另请注意，没有 u 的整数常量suffix 是有符号类型。
注意:虽然我无法访问 OP 的嵌入式系统，也无法访问本地 GCC 编译器，但我仍然可以使用 重现该问题。 clang-cl 最新版本的 Visual Studio 2019 中提供的编译器(16.7.2 - 当我发现它是什么时，我会添加 clang 版本)。
以下代码 生成预期的警告(实际上是两个警告，如图所示):

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

int main()
{
    uint64_t test_mask = 1 << (uint8_t)(31); // Warnings here, as expected.
    printf("%016llX\n", test_mask);
    return 0;
}

警告:

warning : signed shift result (0x80000000) sets the sign bit of the shift expression's type ('int') and becomes negative [-Wshift-sign-overflow]
warning : implicit conversion changes signedness: 'int' to 'uint64_t' (aka 'unsigned long long') [-Wsign-conversion]

此外，printf 的输出电话是 FFFFFFFF80000000 ，这说明了为什么警告很重要:位移(在 32 位 int 上)产生了一个负值，然后在提升为 64 位时进行符号扩展 - 因此“破坏”了预期/预期结果(如果文字 0000000080000000 只是简单地更改为 1 ，则将是 1u ，从而避免符号扩展)。
然而!如果对代码进行了非常小的(有些人甚至可能说微不足道的)更改，将位移的文字(常量)右侧操作数更改为完全等效的变量，如下面的代码所示，则警告来自 clang-cl 消失(但输出仍然“损坏”-因此执行的操作相同)。

int main()
{
    uint8_t num_ch = 31;
    uint64_t test_mask = 1 << num_ch; // No warning here!
    printf("%016llX\n", test_mask);
    return 0;
}

可能不是最有帮助的答案 - 但除了向 LLVM 的人报告问题之外，还能做些什么呢？我肯定会提交这样的报告，因为 OP 发布的代码可能会导致一些严重的问题，这些问题应该由启用了完整警告的编译器检测和指示(MSVC 甚至会针对第二个代码片段发出警告)。