移位32位变量32位有什么不好？

Question

我最近选择了Bruce Schneier的应用密码学副本,这是一本很好的阅读.我现在明白本书中概述的几种算法是如何工作的,我想在C中开始实现其中的一些算法.

许多算法的共同点是将x位密钥分成几个较小的y位密钥.例如,Blowfish的密钥X是64位,但是你需要将它分成两个32位的一半; Xl和Xr.

这是我陷入困境的地方.我对C相当不错,但对于按位运算符等,我并不是最强的.

在获得IRC的一些帮助后,我设法提出了这两个宏:

#define splitup(a, b, c) {b = a >> 32; c = a & 0xffffffff; }
#define combine(a, b, c) {a = (c << 32) | a;}

其中a是64位,b和c是32位.但是,编译器警告我,我正在将32位变量移位32位.

我的问题是这些:

• 移位32位变量32位有什么不好？我猜它是未定义的,但这些宏似乎确实有效.
• 另外,你会建议我采取另一种方式吗？

正如我所说的,我对C非常熟悉,但是按位操作符等仍让我头疼.

编辑

我发现我的组合宏实际上并没有组合两个32位变量,而只是简单地将0和0相加,并得到一个结果.
所以,除了我以前的问题,我仍然没有一种方法将两个32位变量组合起来得到一个64位变量; 关于如何做到这一点的建议将不胜感激.

Answer 1

是的,这是未定义的行为.

ISO/IEC 9899:1999 6.5.7 按位移位算子 3

对每个操作数执行整数提升.结果的类型是提升的左操作数的类型.如果右操作数的值为负或大于或等于提升的左操作数的宽度,则行为未定义.

^{C11又名ISO/IEC 9899:2011也是如此.}

您应该首先b转换为目标整数类型.另一点是你应该在宏参数周​​围加上括号,以避免运算符优先级出现意外.另外,逗号运算符在这里非常有用,允许你避免使用大括号,这样宏就可以用作普通命令,用分号封闭.

#define splitup(a,b,c) ( (b) = (a) >> 32, (c) = (a) & 0xffffffff )
#define combine(a,b,c) ( (a) = ((unsigned long long)(b) << 32) | (c) )

"分裂"可能需要额外的强制转换,以消除过度偏执编译器对精确丢失的警告.

#define splitup(a,b,c) ( (b) = (unsigned long)((a) >> 32), (c) = (unsigned long)((a) & 0xffffffff) )

请不要考虑将自编写加密用于生产代码.

Answer 2

在C和C++中,未将32位值移位32位或更多位置.未定义的原因之一是在某些硬件平台上,32位移位指令仅考虑提供的移位计数的5个最低位.这意味着无论你传递的移位数是多少,它都会被解释为模32次.试图在这样的平台上移动32实际上会移0,即根本不移位.

语言作者不希望为这种平台编写的编译器负担,其任务是在进行轮班之前分析班次计数.相反,语言规范说行为是未定义的.这意味着如果您希望从32位移位获得0(或更多)的0值,则由您来识别情况并相应地处理它.