這是 glibc printf 中的錯誤嗎？

Question

使用 glibc 中的stdint.h （gcc SUSE Linux 版本 9.2.1，Intel Core I7 處理器）我在直接打印INT32_MIN時遇到了一個最奇怪的行為：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

void main(void)
{
    printf("%d\n", INT16_MIN);
    int a = INT16_MIN;
    printf("%d\n", a);

    printf("%ld\n", INT32_MIN);
    long b = INT32_MIN;
    printf("%ld\n", b);

    printf("%ld\n", INT64_MIN);
    long c = INT64_MIN;
    printf("%ld\n", c);
}

輸出：

-32768
-32768
2147483648
-2147483648
-9223372036854775808
-9223372036854775808

此外，如果我嘗試

printf("%ld\n", -INT32_MIN);

我得到了相同的結果，但有編譯器warning: integer overflow in expression '-2147483648' of type 'int' results in '-2147483648' [-Woverflow] 。

並不是說這對任何現有程序都非常糟糕，實際上它看起來非常無害，但這是舊 printf 中的錯誤嗎？

Answer 1

這是 glibc printf 中的錯誤嗎？

不。

printf("%ld\n", INT32_MIN); … 2147483648

有一種簡單的方法可以做到這一點。 function 的第二個整數/指針參數應在 64 位寄存器 RCX 中傳遞。 INT32_MIN是位模式為 0x80000000 的 32 位int ，因為這是 -2,147,483,648 的二進制補碼模式。 在 64 位寄存器中傳遞 32 位值的規則是低 32 位傳遞，調用者不使用高位。 對於這個調用，0x80000000 被放入了低 32 位，而高位恰好設置為零。

然后printf檢查格式字符串並期望 64 位long 。 所以它在 RCX 中尋找 64 位 integer。 當然，傳遞一個64位的integer的規則是使用整個寄存器，所以printf取所有64位，0x0000000080000000。 那是 +2,147,483,468 的位模式，因此printf打印2147483648 。

當然，C 標准沒有定義行為，因此可能會發生其他事情，但這可能是您觀察到的實例中發生的情況。

printf("%d\n", INT16_MIN); … -32768

由於int在您的 C 實現中是 32 位的，因此在 function 調用中， int16_t值INT16_MIN會自動提升為int ，因此它傳遞了一個int ，並且%d期望一個正確的值int ，因此不會打印不匹配的值。

同樣，問題中的其他printf調用具有與轉換規范匹配的 arguments （鑒於int16_t的特定定義等在您的 C 實現中，它們的值可能與其他實現不匹配）。

Answer 2

讓我們觀察這個特定的片段

    long a = INT32_MIN;
    printf("%ld\n", a);          // #1
    printf("%ld\n", INT32_MIN);  // #2

它打印以下內容（根據您的示例，我自己沒有嘗試過，它取決於實現，稍后我會注意到）：

-2147483648
2147483648

現在，在 #1 中，我們將long傳遞給printf 。 function 接受void*並根據指定的格式，我們的void*指向的值將被解釋為帶signed long ，因此我們最終得到值-2147483648 。

對於#2，我們的情況有些不同。 如果您查看INT32_MIN的定義方式，您會發現它是一個普通的舊 C 宏，例如：

# define INT32_MIN      (-2147483647-1)

所以，我們的線

printf("%ld\n", INT32_MIN);

實際上是

printf("%ld\n", (-2147483647-1));

參數類型不是很長，而是 integer （詳情請參閱此）！ 比較一下這個

    int b = INT32_MIN;
    printf("%ld\n", b);

它會打印出您觀察到的相同值（正值）。

現在歸結為您的問題實際上應該是什么：

當printf接收到不在格式說明符中的類型的值時會發生什么？

未定義的行為！