(((long)*(ptr)) << 1) >> 1;答案

【问题标题】：(((long)*(ptr)) << 1) >> 1;(((long)*(ptr)) << 1) >> 1;
【发布时间】：2012-09-25 08:25:29
【问题描述】：

我的一个朋友问我这个问题，我不知道这个函数的含义。也许就像他们上面的注释/* sign-extend to 32 bits */。但我想知道函数如何实现角色“符号扩展”的细节到 32 位”。

来自 Linux 内核的函数。谢谢大家。

就像@unwind 说的，函数的完整定义是这样的：

/* Convert a prel31 symbol to an absolute address */
#define prel31_to_addr(ptr)                         \
({                                                  \
    /* sign-extend to 32 bits */                    \
    long offset = (((long)*(ptr)) << 1) >> 1;       \
    (unsigned long)(ptr) + offset;                  \
})

它会在函数中使用：

int __init unwind_init(void)
{
    struct unwind_idx *idx;

    /* Convert the symbol addresses to absolute values */
    for (idx = __start_unwind_idx; idx < __stop_unwind_idx; idx++)
        idx->addr = prel31_to_addr(&idx->addr);

    pr_debug("unwind: ARM stack unwinding initialised\n");

    return 0;
}

【问题讨论】：

不是函数，是宏。而宏定义上面的注释实际上是说：/*将prel31符号转换为绝对地址*/，这是ARM架构特有的东西
见lxr.free-electrons.com/source/arch/arm/kernel/unwind.c#L94
thx，请牢记“特定于 ARM 架构”？

标签： c linux kernel

【解决方案1】：

以here 为例：

else if ((idx->insn & 0x80000000) == 0)
    /* prel31 to the unwind table */
    ctrl.insn = (unsigned long *)prel31_to_addr(&idx->insn);

所以，我们知道 ptr 传递的取消引用指向未设置最高（第 31 位）位的某个值。如果与 prel31 名称相关，则表示该值仅使用（低）31 位。

要将有符号的 31 位值转换为有符号的 32 位值，我们需要修复最高位：仍然只有 31 个有效位，但负值应该有最高位设置。设置最高位以匹配现有 31 位值的符号是 符号扩展。

通过左移一位，丢弃现有的最高位；当我们再次右移时，最高位将被填充以保留符号（因此如果原始 31 位值为负，则为 1，否则为零）。

例如。 0x7FFFFFFF 在解释为 31 位值 (-1) 时为负，但在解释为 32 位值 (2,147,483,647) 时为正。为了获得与 31 位版本具有相同含义的 32 位编码，我们：

左移以丢弃未使用的最高位：0x7FFFFFFF << 1 => 0xFFFFFFFE（现在是 32 位负值）
再次右移以恢复低 31 位中的原始模式，但根据符号0xFFFFFFFE >> 1 => 0xFFFFFFFF = -1 填充最高位

请注意，此（符号扩展）行为是特定于平台的，但所有这些代码也是如此。要了解 为什么 这样做是有意义的（而不仅仅是 符号扩展 的含义，以及位模式会发生什么），您需要研究寻址正在使用的方案。

【讨论】：

感谢您的详细解答！

【解决方案2】：

我认为这就是它的作用：

*ptr 包含一个带符号的 31 位值，符号位位于第 30 位（比 MSB 少一），因此当您将其左移时，符号位变为第 31 位（MSB），当您将其移回右边，符号位将被“扩展”并显示在第 30 位和第 31 位。

简而言之：它将第 30 位复制到第 31 位。

【讨论】：