编译器警告：负值向左移

2024-05-06 • 问答

我认为GCC错误地产生了[-Wshift-负值]警告。

我有一个函数，应该产生一个由单个输入参数提供的一定长度的后缀掩码：

#include <stdint.h>

uint16_t get_suffix_mask_sht(uint8_t shift) {
    return (~(~((uint16_t) 0) << shift));
}

我尝试在不同版本的gcc上使用以下编译器选项来编译此函数

-Werror -Wextra

如果我将输出从uint16_t更改为uint8_t，也会发生此警告。较大的输出类型，即uint32_t不会产生此警告。

我使用的是旧版GCC：7.4。但是我已经使用最新的GCC 9.x版本在godbolt上进行了尝试，它们都产生相同的警告。但是Clang版本不会产生此错误。

当小于int的变量（例如uint16_t）与按位补数运算符~一起使用时，它们就是promoted to int。

类型int是带符号的，在移位时不能很好地工作。尤其要考虑到~0将是-1，带有二进制补码（这是在二进制系统上表示负数的最常见表示法）。

一种可行的解决方案是使用较大的无符号类型（例如unsigned int），然后在完成时使用屏蔽来获取较小类型的相关位。

警告是正确的。

~((uint16_t) 0)产生负值，因为在执行按位补码之前，(uint16_t) 0的结果被提升为int。

通常，使用移位时，您应该首选无符号整数（足够宽以避免类型提升）。我的建议是改用unsigned int零：

return (~(~0U << shift));