分配给位域时的 GCC 转换警告之子答案

【问题标题】：Son of GCC conversion warning when assigning to a bitfield分配给位域时的 GCC 转换警告之子
【发布时间】：2020-09-04 17:39:43
【问题描述】：

我正在尝试解决与GCC conversion warning when assigning to a bitfield 几乎完全相同的问题，但似乎没有任何解决方案有效。与链接的问题一样，gcc 版本似乎没有帮助，gccs 10.1、9.1、8.2、8.1、7.1、6.1、5.1 和 4.9.1 都失败了。

typedef unsigned int uint;
struct foo { uint a:8; uint b:24; };
void bar(struct foo num, uint x) {
    num.b = (5U << 1) | (1 & 1);
    num.b = ((uint)(((5U << 1) | (uint)((uint) x & 1))) & 0xffffffU);
    num.a = (unsigned char)x;
}

Watch it fail on Godbolt. 编译器产生：

In function 'bar':
5:13: error: conversion from 'unsigned int' to 'unsigned int:24' may change value [-Werror=conversion]
    5 |     num.b = ((uint)(((5U << 1) | (uint)((uint) x & 1))) & 0xffffffU);
      |             ^

如您所见，我尝试显式掩码为 24 位，将随机内容转换为无符号整数，以及上述几乎所有的组合（例如，仅掩码、仅转换、在看似任何相关位置进行转换等）。第一个 num.b 赋值适用于常量，但添加变量会使一切变得混乱。

我已经通过如下 pragma 解决了这个问题，但这不是一个非常令人满意的解决方案。

#pragma GCC diagnostic push
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wconversion"
    num.b = (5U << 1) | (x & 1U);
#pragma GCC diagnostic pop

@Artyr 在对该问题的评论中提出了解决方案。如果他把它变成一个答案，我会接受它。但是，在调查该解决方案时，我发现了另一种解决问题的方法，真的没有意义。在下面的示例中，只有最后一个分配失败。

uint z = 5U;
num.b = (5U << 1) | (1 & 1); //OK
num.b = ((z << 1) | (x & 1)) & 0xffffffU; //OK
num.b = ((5U << 1) | (x & 1)) & 0xffffffU; //BAD

我不明白为什么添加另一个从同一个常量静态分配的变量 z 可以解决问题。为什么常量和变量的组合会导致问题？

【问题讨论】：

你似乎在自找麻烦。我很难用 GCC 8.3.1 重现这个：用-Wall -Wextra -pedantic 编译没有发出你呈现的转换警告。显然，原因是该警告不包括在任何这些警告组中。仅当我特别要求 -Wconversion 或 -Werror=conversion 时才重现该问题。所以不要那样做。警告不包含在上述任何组中是一个好兆头，表明它仅用于特殊目的。
@ryyker，1 的类型为 int，而 1u 的类型为 unsigned int，但这实际上并没有像 OP 代码中使用的那样产生任何区别。
num->b = (5U << 1) | (_Bool)(x & 1); 似乎可以修复它。 num->b = x & 1 ? 10 : 11 也有效，但这显然不是在所有情况下都有效。
(VERSION << 1) + !!(flag & 1) 为我工作（假设 VERSION 是 5u 的预处理器宏）
您很可能会在 GCC 的 -Wconversion 实现中遇到错误。如果它在最新的 GCC 中重现，您可以在 GCC Bugzilla 中提交错误（如果没有，则表示已修复）。目前，您唯一的选择是通过编译指示或 Makefile 禁用此特定文件的 -Wconversion 来解决此问题。

标签： c gcc compiler-warnings suppress-warnings

【解决方案1】：

一天后没有任何答案让我接受，我将总结来自 cmets 的发现。

@Artyer 发现将变量转换为布尔值可以解决问题。这解决了战术问题，但没有解决更普遍的问题（例如z & 0xf）。
```
num->b = (5U << 1) | (_Bool)(x & 1);
```
@M.M 独立发现了我认为会产生相同效果的结果（转换为布尔值）。使用!! 可以解决问题。同样，这解决了战术问题，但没有解决更普遍的问题（例如z & 0xf）。
```
num->b = (5U << 1) | !!(x & 1);
```
我在研究上述解决方案时发现，将表达式的“常量”端存储到变量中通常可以解决问题。
```
unsigned int z = 5U;
num->b = (z << 1) | (x & 1);
```
@yugr 认为这是一个错误。 Bug 95213 使用 gcc 打开以跟踪此问题。

【讨论】：