C 无符号模导致编译器警告

Question

在一些用于 MC9S12C32 微 Controller 的嵌入式 C 代码中，我有一个循环队列(又名循环缓冲区)，它使用静态大小的字节数组和队列前后的两个“指针”实现，它们实际上只是索引对于队列的数组。

// call unsigned chars bytes
typedef unsigned char byte;
byte trear  = 0;   // SCI transmit display buffer IN index
byte tfront = 0;   // SCI transmit display buffer OUT index
byte tsize  = 16;  // size of transmit buffer
byte tbuf[16]= {0};// SCI transmit display buffer

请注意，trear 是后元素的实际索引，但 tfront 比前元素的实际索引少一(当然要对 16 取模)。因此，例如，如果我的缓冲区包含“hello”，它可能看起来像这样(空槽是垃圾值):

_________________________________
| | |h|e|l|l|o| | | | | | | | | |
   ^         ^
 front      rear

当需要从队列中删除一个字节时，我会这样做:

// increment front index
tfront++;
// wrap front index if it exceeded bounds
tfront %= tsize;                           // (A)
// get character to transmit
byte outputChar = tbuf[tfront];

一切正常——至少，我的程序没有出现与该片段相关的错误。然而，当我编译这个程序时，我的编译器警告我上面片段中标记为 (A) 的行，并提示:

Warning : C2705: Possible loss of data

main.c line 402

第 402 行是 (A) 行。我应该注意，我没有使用 gcc 或类似的东西；我在 Freescale 的 CodeWarrior IDE 中编译，它有时会给我一些其他有点神秘的警告。为了消除警告，我将上面的片段重写为:

// increment front index mod tsize
tfront = (tfront + 1 >= tsize) ? 0 : tfront + 1;      // (B)
// get character to transmit
byte outputChar = tbuf[tfront];

但是，我的编译器仍然发出相同的警告，这次是关于 (B) 行。也许编译器告诉我，在语句 (tfront + 1 >= tsize) 中，tfront 可能在执行前为 255，并溢出。当然，我知道这不会发生，但我的编译器不会。

但是，如果是这种情况，为什么行 (A) 是一个问题？基本上，我想知道编译器对什么不满意。

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自打出我的问题后，我通过将 tsize 从变量类型更改为预处理器定义(即 #define TSIZE 16)解决了这个问题。不过，我的问题仍然存在。

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一些相关问题:
unsigned overflow with modulus operator in C
modulus operator with unsigned chars

Answer 1

编译器警告可能来自于 tfront %= tsize; 等价于 tfront = tfront % tsize;，因为 C 中的提升规则表达式 tfront % tsize 具有 (*) 类型 int。

如果您改为编写 tfront = (byte)(tfront % tsize);，它可能会使编译器静音。

没有特别的理由担心，你的编译器确实发出了奇怪的警告:虽然表达式 tfront % tsize 在技术上具有类型 int，但它的值都适合byte 因为它的计算方式。即使值不完全适合 byte，无符号整数类型的 C 标准也保证了环绕行为(因此您有理由故意使用这种环绕行为).

(*) 除非在您的编译平台上 int 不能包含 unsigned char 可以采用的所有值，在这种情况下它将是 unsigned int 类型 并且您可能看不到警告。