C-指针减法，32位的臂，负距离为负距离

Question

执行指针的减法时，第一个指针小于第二个指针时，我的ARM处理器会遇到底流错误。

示例代码：

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
uint8_t * p_formatted_data_end;
uint8_t   formatted_text_buffer[10240];
static _Bool
Flush_Buffer_No_Checksum(void)
{
    _Bool       system_failure_occurred = false;
    p_formatted_data_end = 0; // For demonstration puposes.
    const signed int  length =
        p_formatted_data_end - &formatted_text_buffer[0];
    if (length < 0)
    {
        system_failure_occurred = true;
    }
    //...
    return true;
}

IAR编译器生成的汇编代码为：

    807          static _Bool
    808          Flush_Buffer_No_Checksum(void)
    809          {
                        Flush_Buffer_No_Checksum:
      00000000   0xE92D4070         PUSH     {R4-R6,LR}
      00000004   0xE24DD008         SUB      SP,SP,#+8
    810             _Bool       system_failure_occurred = false;
      00000008   0xE3A04000         MOV      R4,#+0
    811             p_formatted_data_end = 0; // For demonstration purposes.
      0000000C   0xE3A00000         MOV      R0,#+0
      00000010   0x........         LDR      R1,??DataTable3_7
      00000014   0xE5810000         STR      R0,[R1, #+0]
    812              const signed int  length =
    813                 p_formatted_data_end - &formatted_text_buffer[0];
      00000018   0x........         LDR      R0,??DataTable3_7
      0000001C   0xE5900000         LDR      R0,[R0, #+0]
      00000020   0x........         LDR      R1,??DataTable7_7
      00000024   0xE0505001         SUBS     R5,R0,R1
    814             if (length < 0)
      00000028   0xE3550000         CMP      R5,#+0
      0000002C   0x5A000009         BPL      ??Flush_Buffer_No_Checksum_0
    815              {
    816                  system_failure_occurred = true;
      00000030   0xE3A00001         MOV      R0,#+1
      00000034   0xE1B04000         MOVS     R4,R0

减法指令SUBS R5,R0,R1等于：

R5 = R0 - R1

如果结果为负，则将设置CPSR寄存器中的N位。参考：A4.1.106 ARM架构参考手册

让：

R0 == 0x00000000
R1 == 0x802AC6A5

寄存器R5将具有值0x7FD5395C。CPSR寄存器的N位为0，表明结果不是负。

Windows 7计算器应用程序报告为负，但仅在表示为64位时：FFFFFFFF7FD5395C。

作为实验，我将ptrdiff_t类型用于长度，并生成了相同的组装语言。

问题：

1. 是这种有效的行为，以指针减法的结果下流？
2. 建议将距离视为负的推荐数据类型？

平台：
目标处理器：ARM Cortex A8（TI AM3358）
编译器：IAR 7.40
开发平台：Windows 7.

Answer 1

这是有效的行为，以指针减去下油的结果吗？

是的，因为您案件中的行为不确定。任何行为在那里有效。如注释中所观察到的那样，仅针对指向同一数组对象元素的指针，或一个超过数组对象的最后一个元素（C2011，6.5.6/9）。

建议将距离视为负的推荐数据类型？

在定义的地方，减去两个指针的结果指定为ptrdiff_t型，这是一种签名的整数类型的实现定义的大小。如果评估p1 - p2，其中p1指向数组元素，而p2指向同一数组的后期元素，则结果将为一个负数为ptrdiff_t。

Answer 2

尽管这是ub，如其他答案中所述，大多数C实现都会简单地减去这些指针的 ptrdiff_t size（或可能对其单词大小使用适当的算术操作数为near/far/huge指针）。结果应适合ptrdiff_t，这通常是ARM上的Typedef-Ed int：

typedef int ptrdiff_t;

因此，在这种特殊情况下，您的代码问题仅仅是您正在按照签名来处理unsigned int值，并且不合适。如您的问题所示，formatted_text_buffer的地址是0x802AC6A5，它适合unsigned int，但是(int)0x802AC6A5的补充形式实际上是A pange> pangis 数字（-0x7FD5395B）。因此，从0中减去负数将按预期返回正int。

签名的32位整数减法将正确工作，如果两个操作数均小于0x7FFFFFFF，并且合理地期望您的数组小于此：

// this will work
const int length = &formatted_text_buffer[0] - &formatted_text_buffer[100];

或，如果您确实需要减去不适合签名的32位INT的指针，请改用long long：

// ...but I doubt you really want this
const long long length = (long long)p_formatted_data_end - 
     (long long)&formatted_text_buffer[0];