x86 - INT_MIN * -1 在 x86 上是无操作吗？

Question

有符号整数在 x86 上通过二进制补码表示，其中符号位的值为 -(2^N)。这会产生 -2^N 和 2^N - 1 之间的典型可表示值范围(例如 -32768 到 32767)。

我很好奇，如果我将系统上的最小有符号整数值乘以 -1 试图“强制”大于最大可表示值，会发生什么我的系统上有符号整数。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main(void){
    signed int x, y;

    x = INT_MIN;
    y = x * -1;

    printf("%d\n%d\n", x, y);

    return 0;
}

这导致了以下输出:

# gcc -std=c89 -pedantic int_min_test.c

# ./a.out
-2147483648
-2147483648

我预计会出现整数溢出(导致典型的值翻转)，但似乎没有发生有关 x 与 -1 乘法的操作。

INT_MIN 与 -1 的乘法在 x86 中是无操作吗？

Answer 1

使用 gcc 4.8.5，行 y = x * -1; 使用以下指令计算:

neg    %eax

取反运算翻转字的位，然后加 1。对于 32 位 2 的补码，结果为:

0x80000000 # Start value
0x7FFFFFFF # Flip bits
0x80000000 # Add 1

如您所见，计算机正在完全按照您的指示进行操作。这不是一个空操作，因为 neg 修改了 AF、CF、OF、PF 、SF 和 ZF 标志。它只是所使用的二进制表示的产物。正如其他人所说，这只是未定义的行为。