為什么 gcc 給出警告說常量是無符號的，因為它太大了，而它是 __int128 類型並且是有符號的？

Question

考慮以下代碼：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("%llu\n", 18446744073709551615);
    printf("%llu\n", 18446744073709551615ULL);
    return 0;
}

編譯后（ gcc -std=c18 ），我收到以下警告：

test1.c: In function ‘main’:
test1.c:4:26: warning: integer constant is so large that it is unsigned
    4 |         printf("%llu\n", 18446744073709551615);
      |                          ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
test1.c:4:20: warning: format ‘%llu’ expects argument of type ‘long long unsigned int’, but argument 2 has type ‘__int128’ [-Wformat=]
    4 |         printf("%llu\n", 18446744073709551615);
      |                 ~~~^     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
      |                    |     |
      |                    |     __int128
      |                    long long unsigned int

C 標准部分 6.4.4.1.5 和 6.4.4.1.6 說：

integer 常量的類型是相應列表中可以表示其值的第一個。

如果一個 integer 常量不能用其列表中的任何類型表示，它可能有一個擴展的 integer 類型，如果擴展的 integer 類型可以表示它的值。 如果常量列表中的所有類型都是有符號的，則擴展的 integer 類型應該是有符號的。 如果常量列表中的所有類型都是無符號的，則擴展的 integer 類型應該是無符號的。 如果列表同時包含有符號和無符號類型，則擴展的 integer 類型可能是有符號或無符號的。 如果 integer 常量不能由其列表中的任何類型表示並且沒有擴展 integer 類型，則 integer 常量沒有類型。

從上面可以清楚地看出，由於ULONG_MAX不能放入int 、 long int和long long int ，編譯器將嘗試簽名擴展 integer 類型； 由於ULONG_MAX確實適合__int128 ，因此它成為 integer 常量的類型，從第二條警告消息中可以看出。

這都是預期的行為，但我面臨的問題是，顯然__int128是有符號類型，正如 C 標准所預期的那樣。 但是為什么第一條警告消息（“整數常量太大以至於它是無符號的”）說常量被視為無符號？ 這對我來說毫無意義，因為根據 6.4.4.1.6 僅檢查帶符號的擴展 integer 類型，那么 integer 常量如何被視為無符號？

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為了稍微澄清一下這個問題，我的問題不printf ； 格式警告是預期的，我只是把它留在那里以表明常量是__int128類型。

考慮代碼：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    __int128 a = 18446744073709551615;
    unsigned long long b = 18446744073709551615;
    return 0;
}

編譯它會給出警告：

test2.c: In function ‘main’:
test2.c:4:22: warning: integer constant is so large that it is unsigned
    4 |         __int128 a = 18446744073709551615;
      |                      ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
test2.c:5:32: warning: integer constant is so large that it is unsigned
    5 |         unsigned long long b = 18446744073709551615;
      |                                ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

我的問題是，既然常量是__int128類型，為什么編譯器說它是無符號的？ 顯然__int128是有符號類型。

Answer 1

gcc（和 clang）給出了一條診斷消息，因此它符合要求，嚴格來說，它不必支持擴展的 integer 類型，並且它給出了某種診斷消息（“warning: bleh”會讓它們同樣符合要求).

然而，這是一個小的編譯器錯誤，因為十進制 integer 常量使用 6.4.4.1 中的引用列表： int然后long然后long long 。 因此這適用：“如果常量列表中的所有類型都已簽名，則擴展的 integer 類型將被簽名。”

gcc 12.2 的行為也是如此，我們可以從這個演示中看到：

#include <stdio.h>

int main (void)
{
  _Generic(18446744073709551615,
           long long:          puts("long long"),
           unsigned long long: puts("unsigned long long"),
           __int128_t:         puts("(signed) __int128_t"),
           default:            puts("some extended type") );

  typeof(18446744073709551615) x = -1;
  printf("Value: %d Size: %zu\n", (int)x, sizeof(x));
}

Output：

(signed) __int128_t
-1

如果 integer 常量“太大以至於它是無符號的”，那么 _Generic 將打印“unsigned long long”或“某些擴展類型”。 類似地， x在有符號到無符號的轉換過程中會得到一個正值。

結論：gcc 選擇了正確的類型，但警告消息不正確。 它應該說“整數常量太大以至於它被擴展”之類的話。

我猜這條消息是一些來自 C90 的遺留信息，其中擴展的 integer 類型不存在。 使用-std=c90編譯會添加一個額外的警告：

警告：此十進制常量僅在 ISO C90 中是無符號的

看起來這是應該始終顯示的正確警告。 似乎是在從 gnu90 切換到 gnu11 作為 gcc 的默認選項期間發生的一個小錯誤。