सत्यापित करना कि सी/सी ++ सही शिफ्ट पर हस्ताक्षर किए गए एक विशेष संकलक के लिए अंकगणित है?

Question

सी/सी ++ मानक (see this link) के अनुसार, सी और सी ++ में >> ऑपरेटर हस्ताक्षरित संख्याओं के लिए एक अंकगणितीय बदलाव नहीं है। यह कंपाइलर कार्यान्वयन पर निर्भर करता है कि 0 (लॉजिकल) या साइन बिट (अंकगणितीय) को स्थानांतरित किया गया है क्योंकि बिट्स को दाईं ओर स्थानांतरित किया गया है।

क्या यह कोड हस्ताक्षर किए गए पूर्णांक के लिए लॉजिकल राइट शिफ्ट लागू करने वाले कंपाइलर्स के लिए संकलन समय पर एएसएसईआरटी (असफल) पर कार्य करेगा?

#define COMPILE_TIME_ASSERT(EXP) \ 
    typedef int CompileTimeAssertType##__LINE__[(EXP) ? 1 : -1] 

#define RIGHT_SHIFT_IS_ARITHMETIC \ 
    ((((signed int)-1)>>1) == ((signed int)-1)) 

// SHR must be arithmetic to use this code 
COMPILE_TIME_ASSERT(RIGHT_SHIFT_IS_ARITHMETIC); 

Answer 1

मेरे लिए अच्छा लग रहा है! आप एक असेंबली फ़ाइल को निकालने के लिए कंपाइलर भी सेट कर सकते हैं (या डीबगर में संकलित प्रोग्राम लोड कर सकते हैं) और signed int i; i >> 1; के लिए कौन सा ऑपोड उत्सर्जित करता है, लेकिन यह आपके समाधान की तरह स्वचालित नहीं है।

यदि आपको कभी ऐसा कंपाइलर मिलता है जो हस्ताक्षरित नंबर की अंकगणित सही शिफ्ट को लागू नहीं करता है, तो मैं इसके बारे में सुनना चाहता हूं।

Answer 2

क्यों जोर देते हैं? यदि आपके कंपाइलर का शिफ्ट ऑपरेटर आपकी आवश्यकताओं के अनुरूप नहीं है, तो आप परिणाम को साइन-अप करके स्थिति का सावधानीपूर्वक उपाय कर सकते हैं। इसके अलावा, कभी-कभी रन-टाइम काफी अच्छा होता है। सब के बाद, संकलक के अनुकूलक चलाने के समय से बाहर संकलन समय कर सकते हैं:

template <typename Number> 
inline Number shift_logical_right(Number value, size_t bits) 
{ 
    static const bool shift_is_arithmetic = (Number(-1) >> 1) == Number(-1); 
    const bool negative = value < 0; 
    value >>= bits; 
    if (!shift_is_arithmetic && negative) // sign extend 
     value |= -(Number(1) << (sizeof(Number) * 8 - bits)); 
} 

static const bool, संकलन समय पर मूल्यांकन किया जा सकता है, इसलिए यदि shift_is_arithmetictrue होने की गारंटी है, लायक हर संकलक उसके नमक को समाप्त होगा पूरे if खंड और const bool negative का निर्माण मृत कोड के रूप में।

नोट: कोड मोनो के encode_sleb128 फ़ंक्शन से अनुकूलित किया गया है: here।

अद्यतन

तुम सच में अंकगणित पारी बिना मशीनों पर संकलन निरस्त करना चाहते हैं, तो आप अभी भी पूर्वप्रक्रमक पर भरोसा नहीं से बेहतर कर रहे हैं। आप static_assert (या BOOST_STATIC_ASSERT) का उपयोग कर सकते हैं:

static_assert((Number(-1) >> 1) == Number(-1), "Arithmetic shift unsupported."); 

Answer 3

अपने विभिन्न टिप्पणियों से, आप इस पार मंच का उपयोग कर के बारे में बात करते हैं। सुनिश्चित करें कि आपके कंपाइलर्स गारंटी देते हैं कि जब वे किसी प्लेटफॉर्म के लिए संकलित होते हैं, तो उनके संकलन-समय ऑपरेटर रन-टाइम वाले के समान व्यवहार करेंगे।

अलग-अलग व्यवहार का एक उदाहरण फ़्लोटिंग पॉइंट नंबरों के साथ पाया जा सकता है। क्या आपका कंपाइलर एकल, डबल, या विस्तारित परिशुद्धता में निरंतर अभिव्यक्ति गणित कर रहा है यदि आप int में वापस आ रहे हैं? जैसे

constexpr int a = 41; constexpr int बी = (ए/7.5);

मैं जो कह रहा हूं वह है, आपको यह सुनिश्चित करना चाहिए कि आपके कंपाइलर रन-टाइम के दौरान समान व्यवहार की गारंटी देते हैं जब आप कई अलग-अलग आर्किटेक्चर में काम कर रहे हों।

यह पूरी तरह से संभव है कि एक कंपाइलर आंतरिक रूप से साइन-विस्तार कर सकता है लेकिन लक्ष्य पर इच्छित ऑपोड उत्पन्न नहीं कर सकता है। सुनिश्चित करने का एकमात्र तरीका रन-टाइम पर परीक्षण करना या असेंबली आउटपुट को देखना है।

असेंबली आउटपुट देखने के लिए दुनिया का अंत नहीं है ... कितने अलग प्लेटफॉर्म हैं? चूंकि यह इतना प्रदर्शन-महत्वपूर्ण है, इसलिए 5 अलग-अलग आर्किटेक्चर के लिए असेंबलर आउटपुट की 1-3 लाइनों को देखने का "काम" करें।ऐसा नहीं है कि आपको अपनी लाइन ढूंढने के लिए एक संपूर्ण असेंबली आउटपुट (आमतौर पर!) के माध्यम से गोता लगाएँ। यह करना बहुत आसान है।