Dotaz: C: Signed proměnná - maximální hodnota

[Jiří J.]

Zdravím,
mám tu zajímavý problém - rád bych zjistil maximální hodnotu signed proměnné za běhu programu, abych ji pak mohl porovnat s matematickými operacemi nad jinými proměnnými a zabránit přetečení. Jedná se konkrétně o off_t, což je offset typ, který používá např. lseek(). Jen pro úplnost - píši čistě POSIX a multiplatformní program.

Prvním problémem je, že neexistuje nic jako OFF_T_MAX. Zkoušel jsem i fígle jako (~((off_t)0)>>1), které pochopitelně nefungují, protože v C se provádí nad signed proměnnými aritmetický right shift, takže se MSB bit zkopíruje, tím pádem se celková hodnota vůbec nemění.

Druhým problémem je, že předchozí výraz nemohu prostě před shiftem přetypovat na uint64_t či unsigned long long, protože na některých architekturách může pořád být off_t jen 32bitová proměnná.

Tady jsem se vlastně chtěl zeptat - pokud přetypuji 32bit proměnnou na zásobníku na 64bit unsigned integerový datový typ (fuj, ta čeština) a provedu shift, přibere s sebou shift i předchozích 32bitů na zásobníku (způsobujíc data corruption), nebo se s tím C vypořádá a provede shift jen v rámci 32bit proměnné? Něco jako

int i = ~(int)0;
... ((unsigned long long)i>>1) ...

V mém testovacím programu se provedl shift jen v rámci jedné 32bit proměnné, ale to je dost možná kvůli nepoužití zásobníku v rámci optimalizací GCC (ověřeno objdumpem).

V zásadě tedy potřebuji nějak dostat nulu do MSB nějaké signed proměnné, u které neznám předem velikost. Jako poslední řešení mám v rukávu něco jako (pow(2,sizeof(off_t)*8)/2)-1 (přes double) nebo inline assembly, ale raději bych použil cokoli elegantnějšího.

Díky za jakoukoli pomoc.

---

---

Odpovědi

[Bilbo]

sizeof(off_t)*8 je velikost v bitech, takže možná by pak šlo napsat:

const int OFF_T_MAX = 1<<(sizeof(off_t)*8-1)-1;

Tedy dostat na první bit 1, na zbylé 0 (čímž dostanu minimální možnou hodnotu pokud jde o signed typ) a pak odečíst 1 (tím to přeteče a mám maximum)

[Bilbo]

Sorry, ten typ musí být taky off_t .... a to i ta jednička, jinak to vezme jako int.

Tohle už funguje (odzkoušeno :):

const off_t OFF_T_MAX = ((off_t)1)<<(sizeof(off_t)*8-1)-1;

[Jiří J.]

Díky za nápad, že mě to netrklo dřív .

Nicméně myslím, že tam vypadla jedna závorka, to -1 se odečítá od pravé strany shift operátoru, stačilo to poupravit tak, ať se odečítá od výsledku shiftu:

const off_t OFF_T_MAX = (((off_t)1)<<(sizeof(off_t)*8-1))-1;

a už to konečně opravdu funguje .

[Bilbo]

Aha, zapomněl jsem, že << má menší prioritu než + a -.

[finn]

sizeof(off_t)*8 je velikost v bitech

Není. Tahle konstrukce vychází z mylného předpokladu, že bajt má vždy osm bitů. Pokud chci zjisti počet bitů datového typu, je třeba použít konstantu CHAR_BIT:

#include <limits.h>
...
int bl = sizeof(off_t) * CHAR_BIT;

[Bilbo]

To je pravda, ale většina počítačů, kde tohle neplatí (jsou i takové, kde int má třeba 36 nebo 37 bitů (jeden je vyhrazen na znaménko) a některé z nich mají byte tuším 8bit, některé 9bit) jsou natolik staré, případně obskurní, že tam možná ani to C nepojede. POSIX např. má CHAR_BIT==8 jako jeden z předpokladů.

[finn]

Tak třeba klik. CHAR_BIT == 16. Navíc, používat v kódu natvrdo čísla není moc čisté, daleko lepší je použít rozumně pojmenovanou a okomentovanou nebo standardně definovanou konstantu (v tomhle případě CHAR_BIT).

[chochi]

Alternativne se da pouzit pristup glibc:

/*
 * Type helpers (from glibc)
 */

/* True if the arithmetic type T is signed.  */
#define TYPE_SIGNED(t) (! ((t) 0 < (t) -1))

#define TYPE_SIGNED_MAGNITUDE(t) ((t) ~ (t) 0 < (t) -1)

/* The maximum and minimum values for the integer type T.  These
   macros have undefined behavior if T is signed and has padding bits.
   If this is a problem for you, please let us know how to fix it for
   your host.  */
#define TYPE_MINIMUM(t) \
  ((t) (! TYPE_SIGNED (t) \
	? (t) 0 \
	: TYPE_SIGNED_MAGNITUDE (t) \
	? ~ (t) 0 \
	: ~ (t) 0 << (sizeof (t) * CHAR_BIT - 1)))
#define TYPE_MAXIMUM(t) \
  ((t) (! TYPE_SIGNED (t) \
	? (t) -1 \
	: ~ (~ (t) 0 << (sizeof (t) * CHAR_BIT - 1))))

#ifndef TIME_T_MIN
# define TIME_T_MIN TYPE_MINIMUM (time_t)
#endif
#ifndef TIME_T_MAX
# define TIME_T_MAX TYPE_MAXIMUM (time_t)
#endif

[l4m4]

rád bych zjistil maximální hodnotu signed proměnné za běhu programu

Proč za běhu? Ona se může od kompilace změnit?

[Jirka P]

Tady jsem se vlastně chtěl zeptat - pokud přetypuji 32bit proměnnou na zásobníku na 64bit unsigned integerový datový typ (fuj, ta čeština) a provedu shift, přibere s sebou shift i předchozích 32bitů na zásobníku (způsobujíc data corruption), nebo se s tím C vypořádá a provede shift jen v rámci 32bit proměnné?

Na tyhle úvahy o bitech na zásobníku zapomeňte, jsou nesmyslné. V zásadě při přetypování celých čísel platí:

• pokud lze hodnotu zdroje vyjádřit cílovým typem, hodnota se zachová
• pokud je cílový typ unsigned, hodnota se zachová modulo rozsah cílového typu
• jinak je výsledek nedefinovaný

Takže ve vašem případě se žádný "bity ze zásobníku" neberou.

[Sten]

Unsigned verzí off_t je size_t. Maximální hodnotu tedy zjistíte pomocí: (off_t)((size_t)(~((off_t)0))>>1).

Maximální velikost se za běhu nemůže změnit, je stejná jako v případě kompilace.

[Jardík]

Unsigned verzí off_t je size_t.

Větší kravinu jsem nikdy neslyšel ...

[rADOn]

Větší kravinu jsem nikdy neslyšel ...

Nech si někdy ukázat televizi. To budeš koukat jak se ti rozšíří obzory.