c - 如何正确找到 off_t 大小

Question

我的模块中有以下代码，我用 ICC 编译器编译它。

/**
 * Static (compile-time) assertion.
 * Basically, use COND to dimension an array.  If COND is false/zero the
 * array size will be -1 and we'll get a compilation error.
 */

    #define STATIC_ASSERT(COND) \
       do { \
          (void) sizeof(char [1 - 2*!(COND)]); \
       } while (0)
     #define LARGE_OFF_T ((((off_t) 1 << 31) << 31) - 1 + \
                         (((off_t) 1 << 31) << 31)) 
       STATIC_ASSERT(LARGE_OFF_T % 2147483629 == 721 &&
                     LARGE_OFF_T % 2147483647 == 1);

上述断言失败，数组大小必须大于 0。

谁能帮我理解这个断言何时失败以及如何解决它？
我曾尝试使用 _DFILE_OFFSET_BITS=64 进行编译，但徒劳无功。

Answer 1

该代码尝试确定 off_t至少 64 位宽，包括一个符号位。

在 STATIC_ASSERT , 如果 COND是真的，1 - 2*!(COND)计算为 1-2*!1 = 1-2*0 = 1 ，并且数组大小为1，这很好。如果 COND为假，计算结果为 1-2*!0 = 1-2*1 = -1 ，这会导致编译器发出诊断。所以STATIC_ASSERT如果 COND 则生成编译器消息是假的。
LARGE_OFF_T尝试在 off_t 中执行一些算术运算类型。如果 off_t至少 64 位宽，(off_t) 1 << 31) << 31计算结果为 262。然后整个表达式计算结果为 262 - 1 + 262 = 263-1。这个数字有 721 模 2147483629 和 1 模 2147483647 的余数，因此它通过了测试并且不会导致编译器发出诊断。

如果 off_t例如，32 位宽且无符号，(off_t) 1 << 31) << 31计算结果为 0，整个表达式计算结果为 0 − 1 + 0 = 232−1(因为无符号算术换行)，其余数模 2147483629 为 37，因此它未通过测试，编译器生成诊断。

如果 off_t 则测试不可靠已签署。如果 off_t有符号且 32 位宽，(off_t) 1 << 31 的行为不是由 C 标准定义的。如果它是有符号的并且小于 63 位宽，((off_t) 1 << 31) << 31 的行为是未定义的，并且，如果它是有符号的且小于 64 位宽，则最后的加法是未定义的。

如果您的测试失败，您需要通过调整构建条件来纠正它，以便 off_t是至少 64 位宽的整数类型。问题中没有足够的信息来说明如何执行此操作。

代码中有迹象表明它需要 off_t成为有符号类型。如果已知它是无符号的，那么只需测试 18446744073709551615u <= (off_t) -1 就可以确保它至少为 64 位。 .代码尝试构造的值 263−1 是 64 位有符号整数的最大值，而不是无符号整数。这是不幸的，因为如上所述，如果 off_t有符号且宽度小于 64 位，操作具有未定义的行为。更好的方法可能是测试 9223372036854775807 == (off_t) 9223372036854775807 ，因为转换为有符号整数类型期间的溢出至少是实现定义的，而不是 C 标准未定义的。也可以选择64 <= sizeof(off_t) * CHAR_BIT . ( CHAR_BIT 在 <limits.h> 中定义。)