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;

我希望这会发出某种警告，因为 1 是一个隐式的“signed int”，然后被分配给 uint64_t，但编译器没有抱怨:(

我错过了什么？

Answer 1

为什么没有类型转换警告？

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/解释/推理

该问题源于对位移表达式的计算s << u，其中s是有符号整数类型，u是无符号类型。现在，根据这个 C11 草案标准（我的粗体）：

6.5.7 按位移位运算符
...
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。

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”int类型的平台。另请注意，没有后缀的整数常量u是有符号类型。

注意：虽然我无权访问 OP 的嵌入式系统，也无权访问本地 GCC 编译器，但我仍然可以使用最新版本的 Visual Studio 2019 (16.7.2 - I') 中提供的clang-cl编译器重现该问题当我发现它是什么时，我会添加 clang 版本）。

以下代码确实生成了预期的警告（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：

警告：有符号移位结果 (0x80000000) 设置了移位表达式类型 ('int') 的符号位并变为负值 [-Wshift-sign-overflow]
警告：隐式转换改变了符号：'int' 到 'uint64_t'（又名 ' unsigned long long') [-Wsign-conversion]

此外，printf调用的输出是FFFFFFFF80000000，这说明了为什么警告很重要：位移（在 32 位上int）产生了一个负值，然后在提升为 64 位时进行符号扩展 - 因此“损坏' 预期/预期结果（0000000080000000如果将文字1简单地更改为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” - 所以执行的操作是相同的）。

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）。