#include <stdint.h>
#include <iostream>
using namespace std;
uint32_t k[] = {0, 1, 17};
template <typename T>
bool f(T *data, int i) {
return data[0] < (T)(1 << k[i]);
}
int main() {
uint8_t v = 0;
cout << f(&v, 2) << endl;
cout << (0 < (uint8_t)(1 << 17)) << endl;
return 0;
}
g++ a.cpp && ./a.out
1
0
これらの結果が得られるのはなぜですか?
gccがシフトを逆にして反対側に適用しているように見えますが、これはバグだと思います。
（C ++の代わりに）Cでも同じことが起こり、asmに変換されたCは読みやすいので、ここではCを使用しています。また、テストケースを減らしました（テンプレートとk配列を削除します）。foo（）は元のバグのあるf（）関数であり、foo1（）はfoo（）がgccでどのように動作するかを示しますが、そうではありません。bar（）は、ポインターの読み取り以外でfoo（）がどのように見えるかを示します。
私は64ビットを使用していますが、パラメーターの処理とkの検索を除けば、32ビットは同じです。
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
uint32_t k = 17;
char foo(uint8_t *data) {
return *data < (uint8_t)(1<<k);
/*
with gcc -O3 -S: (gcc version 4.7.2 (Debian 4.7.2-5))
movzbl (%rdi), %eax
movl k(%rip), %ecx
shrb %cl, %al
testb %al, %al
sete %al
ret
*/
}
char foo1(uint8_t *data) {
return (((uint32_t)*data) >> k) < 1;
/*
movzbl (%rdi), %eax
movl k(%rip), %ecx
shrl %cl, %eax
testl %eax, %eax
sete %al
ret
*/
}
char bar(uint8_t data) {
return data < (uint8_t)(1<<k);
/*
movl k(%rip), %ecx
movl $1, %eax
sall %cl, %eax
cmpb %al, %dil
setb %al
ret
*/
}
int main() {
uint8_t v = 0;
printf("All should be 0: %i %i %i\n", foo(&v), foo1(&v), bar(v));
return 0;
}
16 ビット長の場合int、未定義の動作が発生しており、どちらの結果も「OK」です。
N ビット整数を N 個以上のビット位置だけ左または右にシフトすると、未定義の動作が発生します。
これは 32 ビット int で発生するため、コンパイラのバグです。
その他のデータポイントは次のとおりです。
基本的に、gccが最適化されているように見えます（-Oフラグがオフで-gがオンの場合でも）。
[variable] < (type-cast)(1 << [variable2])
に
((type-cast)[variable] >> [variable2]) == 0
と
[variable] >= (type-cast)(1 << [variable2])
に
((type-cast)[variable] >> [variable2]) != 0
ここで、[変数]は配列アクセスである必要があります。
ここでの利点は、リテラル1をレジスターにロードする必要がないことです。これにより、1つのレジスターが節約されます。
したがって、ここにデータポイントがあります。
これはすべてレジスタを保存しようとしているのではないかと思います。[変数]が配列アクセスの場合、インデックスも保持する必要があります。それが間違っているまで、誰かがおそらくこれはとても賢いと思ったでしょう。
バグレポートのコードを使用するhttp://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=56051
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int a, s = 8;
unsigned char data[1] = {0};
a = data[0] < (unsigned char) (1 << s);
printf("%d\n", a);
return 0;
}
gcc-O2-Sでコンパイル
.globl main
.type main, @function
main:
leal 4(%esp), %ecx
andl $-16, %esp
pushl -4(%ecx)
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
pushl %ecx
subl $8, %esp
pushl $1 ***** seems it already precomputed the result to be 1
pushl $.LC0
pushl $1
call __printf_chk
xorl %eax, %eax
movl -4(%ebp), %ecx
leave
leal -4(%ecx), %esp
ret
gcc-Sだけでコンパイルする
.globl main
.type main, @function
main:
leal 4(%esp), %ecx
andl $-16, %esp
pushl -4(%ecx)
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
pushl %ebx
pushl %ecx
subl $16, %esp
movl $8, -12(%ebp)
movb $0, -17(%ebp)
movb -17(%ebp), %dl
movl -12(%ebp), %eax
movb %dl, %bl
movb %al, %cl
shrb %cl, %bl ****** (unsigned char)data[0] >> s => %bl
movb %bl, %al %bl => %al
testb %al, %al %al = 0?
sete %dl
movl $0, %eax
movb %dl, %al
movl %eax, -16(%ebp)
movl $.LC0, %eax
subl $8, %esp
pushl -16(%ebp)
pushl %eax
call printf
addl $16, %esp
movl $0, %eax
leal -8(%ebp), %esp
addl $0, %esp
popl %ecx
popl %ebx
popl %ebp
leal -4(%ecx), %esp
ret
次のステップはgccのソースコードを掘り下げることだと思います。
ここでは未定義の動作について話していると確信しています。「大きい」整数を、新しい値のサイズに収まらない値の小さい整数に変換することは、私が知る限り未定義です。131072は間違いなくuint_8に適合しません。
生成されたコードを見ても、「setb」ではなく「sete」を実行するため、おそらく完全には正しくないと思います。それは私には非常に疑わしいようです。
式を変えると：
return (T)(1<<k[i]) > data[0];
次に、「seta」命令を使用します。これは私が期待していることです。もう少し掘り下げますが、何かが少し間違っているようです。