无符号减去 32 位和 64 位之间的无符号差异

Question

情况：
我有一段代码在编译为 32 位时有效，但在使用 gcc 4.6 编译为 64 位时失败。在确定问题并阅读标准后，我无法真正理解为什么它适用于 32 位。我希望有人能解释发生了什么。

代码（稍微简化并减少到有趣的部分）：

// tbl: unsigned short *, can be indexed with positive and negative values
// v: unsigned int
// p: unsigned char *
tmp = tbl[(v >> 8) - p[0]]; // Gives segfault when not compiled with -m32

当使用-m32 编译时，代码可以工作。在没有-m32 的情况下编译时会出现段错误。 segfault 的原因是 (v >> 8) - p[0] 在编译为 64 位时被解释为 unsigned int ，而对于“负”结果将很遥远。

根据this 问题，C99 标准说明如下：
6.2.5c9：A computation involving unsigned operands can never overflow, because a result that cannot be represented by the resulting unsigned integer type is reduced modulo the number that is one greater than the largest value that can be represented by the resulting type.

由此看来，unsigned 减去 unsigned 将始终导致 unsigned 输出，这与 64 位情况下发生的情况一致。这在 32 位的情况下似乎不会发生，这让我觉得非常奇怪。

谁能解释一下在 32 位的情况下发生了什么？

Answer 1

在这两种情况下，您都会得到一个非常大的数字，因为 unsigned int 会回绕，但在 32 位的情况下，指针算法也会回绕，因此它会抵消。

为了进行指针运算，编译器将数组索引提升为与指针相同的宽度。所以对于带有 32 位指针的 unsigned，您会得到与带有 32 位指针的 int 相同的结果。

例如，

char *p = (char *) 0x1000;

// always points to 0x0c00
// in 32-bit, the index is 0xfffffc00
// in 64-bit, the index is 0xfffffffffffffc00
int r = p[(int) -0x400]; 

// depends on architecture
// in 32-bit, the index is 0xfffffc00 (same as int)
// in 64-bit, the index is 0x00000000fffffc00 (different from int)
int r = p[(unsigned) -0x400];