c - 无符号算术运算的环绕

Question

分析以下代码时出现以下 MISRA 违规:

#define z  (USHORT)14745

#define Convert(x) ((((USHORT)x*(unsigned short)1000) + ((z) / (USHORT)2)) /(z))

static const USHORT array [2] = 

{
   Convert(176), -> Line "1"
   Convert(206)  -> Line "2"
};

在“1”、“2”行上检测到以下 MISRA 违规:

• 整数提升:无符号短整型提升为无符号整型。引用 - ISO:C90-6.2.1.1 字符和整数

• 常量:无符号算术运算的环绕。MISRA-C:2004 规则 12.11；引用 - ISO:C90-6.1.2.5 类型

• 此转换的结果会隐式转换为另一种类型。

我的问题是:为什么这个操作会出现环绕？!

注意:当我使用调试器检查 array 的值时:

array [2] = 
{
  12,
  14
} 

哪些是正确的值。

Answer 1

首先，176 * 1000 不适合 16 位无符号短整型。因此，通过使用 MISRA，您可以防止代码中出现严重错误，因为该算法是根据有符号 int 类型计算的，并且其结果隐式显示回无符号短整型。如果你得到了预期的结果，那完全是巧合/运气。

请注意，还有另外两项 MISRA 违规行为未报告:

• 不允许使用类似函数的宏(规则 19.7)
• 您应该使用一组预定义的整数类型定义，例如 stint.h(规则 6.3)

这两条都是非常好的规则，您不应该忽视。 (它还应该警告您使用不带“u”后缀的文字。)

解决方法是用类型安全的函数替换困惑的宏，该函数不包含隐式提升(给定 32 位 int):

uint16_t convert (uint16_t x)
{
  const uint16_t z = 14745u;
  uint32_t result32;

  result32 = (uint32_t)x * 1000ul + (uint32_t)z / 2ul / (uint32_t)z
  return (uint16_t)result32;
}