C 指针减法，32位ARM，负距离报告为正

当执行指针减法且第一个指针小于第二个指针时，ARM处理器会出现下溢错误

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;
}

如果结果为负值，将设置

CPSR

寄存器中的

N

位。 参考：第A4.1.106小节

让我们：

寄存器

R5

将具有值

0x7FD5395C

。

CPSR

寄存器的

N

位为0，表示结果不是负值

Windows 7计算器应用程序报告为负数，但仅当表示为64位时：

ffffffffff7fd5395c

作为一个实验，我使用

ptrdiff\u t

类型作为长度，并生成了相同的汇编语言

问题：

这是有效的行为，将指针减法的结果 下溢

建议将距离视为负值的数据类型是什么

平台：
目标处理器：ARM Cortex A8（TI AM3358）
编译器：IAR 7.40
开发平台：Windows7

这是有效的行为，使指针减法的结果变为下溢吗

是的，因为您案例中的行为未定义。在那里，任何行为都是有效的。正如在注释中所观察到的，两个指针之间的差异仅针对指向同一数组对象的元素的指针，或指向数组对象最后一个元素的指针（C2011，6.5.6/9）

建议将距离视为负值的数据类型是什么

---

在定义的地方，减去两个指针的结果被指定为

ptrdiff\u t

类型，一种实现定义大小的有符号整数类型。如果计算

p1-p2

，其中

p1

指向一个数组元素，而

p2

指向同一数组的后一个元素，则结果将是一个负数，表示为

ptrdiff\u t
，尽管这是另一个答案中所述的UB，大多数C实现都会简单地减去这些指针的大小（或者可能对它们的字大小使用适当的算法，如果两个操作数都是
近的
/
远的
/
大的
指针，它们的字大小也可能不同）。结果应该适合内部，通常是手臂上的：

因此，在这种特殊情况下，代码的问题只是将一个
无符号int
值视为有符号，它不适合。如您问题中所述，
格式化文本缓冲区的地址是
0x802AC6A5
，它位于
无符号int
中，但两个补码形式的
（int）0x802AC6A5
实际上是一个负数（
-0x7FD5395B
）。因此，从
0
中减去一个负数将返回一个正数
int

如果两个操作数之间的距离小于
0x7FFFFFFF
，则有符号32位整数减法将正常工作，并且可以合理预期数组小于该值：

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

或者，如果确实需要对不适合有符号32位整数的指针进行减法运算，请改用
long
：

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

p\u格式化的数据\u end=0
显然没有指向数组
格式化的\u text\u buffer
（或后面的字节）中的任何位置。无关实体上的指针算法是未定义的行为。注意，处理器标志寄存器中的符号位反映了登记器或操作的MS位，而不管您是否考虑到未签名或登记的值。但是，否定结果是否仍然是可行的？如果从指向
格式化文本缓冲区[0]
（8位数组）的指针中减去指向
格式化文本缓冲区[3]
的指针，则得到的
-3
会告诉您它们之间相隔多少个元素。不指向同一数组的两个指针之间的算术公式为UB。您取的是负数，从零减去它，得到一个正数。哪个是正确的，有什么问题吗？0 - (-5) = +5.  小学数学。你说的下溢是什么意思？这个数学既不会产生无符号溢出（C），也不会产生有符号溢出（V），正如您所指出的，N是零，Z是零。所有这些都与ARM无关，这是一个简单的数学。当我与同事讨论这个问题时，没有足够的位。如果我有一个巨大的数组，那么我需要32位的绝对差和一个额外的符号位。IAR编译器仅使用32位作为其ptrdiff_t类型，这是不够的。由于使用32位，最大数组大小将为31位，以便为符号保留一位（当使用32位作为ptrdiff_t类型时）。@ThomasMatthews，要么
ptrdiff_t
有足够的位来表示行为已定义的所有指针差分操作的结果，要么实现不一致。实际上，（一致性）实现根据支持的最大数组大小为
ptrdiff\u t
选择一个大小。如果您的实施事实上不符合，那么我们没有任何基础来回答这个问题；否则，我给出的答案适用。@ThomasMatthews，或者，从另一个角度来看，标准还规定“如果[指针差异的]结果不能在[type
ptrdiff\u t
]的对象中表示，则行为是未定义的。”如果
ptrdiff\u t
不够宽，无法表示所有指针差异，否则将定义行为，这将导致某些差异未定义。在适用的情况下，没有理由假设有任何方法可以将差值作为负数。
R0 == 0x00000000
R1 == 0x802AC6A5

typedef int ptrdiff_t;

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

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