为什么没有类型转换警告？

Question

我有以下一段C代码，启用了Clang中的-Wconversion：

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

我原本希望会出现某种警告，因为1是隐式的“signed int”，然后被赋值给uint64_t，但编译器没有抱怨:(

我错过了什么？

- TheLoneJoker

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num_ch 是常量吗？无论如何，这里可能存在的问题不是类型转换，而是移位有符号的 int。 - Eugene Sh.

另一个问题是，即使是1U << 40也不能做你期望的事情。 - 0___________

更糟糕的是，当您实际上移动负值时，它甚至不会抱怨：https://www.godbolt.org/z/eh6v9Y - Jerry Jeremiah

有趣！MSVC 给出了警告：warning C4365: 'initializing': conversion from 'int' to 'uint64_t', signed/unsigned mismatch。（我已经声明：uint64_t num_ch = 3;）。它还给出了：**warning C4334: '<<': result of 32-bit shift implicitly converted to 64 bits (was 64-bit shift intended?)**。 - Adrian Mole

使用带有 -Wconversion 选项的 gcc 4.8.5 会对此发出警告。 - dbush

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版本存在缺陷（有些人甚至称其为错误）。

讨论/解释/推理

问题源于位移表达式s << u，其中s是有符号整数类型，u是无符号类型。现在，根据this C11 Draft Standard（我加粗了）：

6.5.7 位移运算符
...
3 对每个操作数执行整数提升。结果的类型是所提升的左操作数的类型。

这意味着表达式的结果是一个带符号的整数。因此，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。还要注意，没有u后缀的整数常量是有符号类型。 注意：虽然我无法访问OP的嵌入式系统，也无法使用本地GCC编译器，但我可以使用Visual Studio 2019最新版本提供的clang-cl编译器来复现问题（16.7.2 - 找到版本后我会添加clang版本）。 以下代码确实生成了预期的警告（实际上，显示了两个警告）：

#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：带符号移位结果（0x80000000）设置了移位表达式类型（“int”）的符号位并变为负数[-Wshift-sign-overflow]
警告：隐式转换更改了有符号性：'int'到'uint64_t'（也称为'unsigned long long'）[-Wsign-conversion]

此外，printf 调用的输出为 FFFFFFFF80000000，这说明为什么警告很重要：在一个 32 位的 int 上进行位移后产生了负值，然后当其升级到 64 位时进行符号扩展，从而“破坏”了预期的结果（如果将字面量 1 简单地更改为 1u，从而避免符号扩展，则预期结果将为 0000000080000000）。

然而！如果对代码进行了非常微小的（有些人甚至会说是无关紧要的）更改，将位移操作的右操作数从一个字面值（常量）改为一个完全等效的变量，如下所示，则来自clang-cl的警告消失了（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;
}

也许这不是最有帮助的答案，但除了向LLVM团队报告问题外，还能做什么呢？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问题，应该由启用完整警告的编译器检测和指示（即使对于第二个代码片段，MSVC也会发出警告）。

- Adrian Mole

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当你考虑到gcc在升级的10版本中删除了警告，而9.3版本仍然发出警告时，这似乎确实是一个bug，但更多的疑问出现了。https://godbolt.org/z/33M4dn - anastaciu