gnu-coreutils源文件中的TYPE_MINIMUM常量是什么？

Question

我正在尝试为一个项目重新实现一些coreutils，我经常看到TYPE_MINIMUM(一些int)，但是我看不到它是在哪里定义的，也看不到它的任何用法。我不确定它是在make过程中生成的，还是故意的。有什么想法吗？

我已经包含了函数所需的所有头文件，在调用TYPE_MINIMUM进行验证之前，一切都会正常进行。

正在使用的文件的完整源代码：https://github.com/coreutils/coreutils/blob/master/src/who.c

static const char *idle_string (time_t when, time_t boottime)
{
    static time_t now = TYPE_MINIMUM (time_t);

    if (now == TYPE_MINIMUM (time_t))
        time (&now);

    if (boottime < when && now - 24 * 60 * 60 < when && when <= now)
    {
        int seconds_idle = now - when;
        if (seconds_idle < 60)
            return "  .  ";
        else
        {
            static char idle_hhmm[IDLESTR_LEN];
            /* FIXME-in-2018: see if this assert is still required in order
               to suppress gcc's unwarranted -Wformat-length= warning.  */
            assert (seconds_idle / (60 * 60) < 24);
            sprintf (idle_hhmm, "%02d:%02d",
                     seconds_idle / (60 * 60),
                     (seconds_idle % (60 * 60)) / 60);
            return idle_hhmm;
        }
    }

    return (" old ");
}

error: ‘TYPE_MINIMUM’ was not declared in this scope

Answer 1

这个宏的实现可以在Coreutils "intprops.h" file中找到。

从该文件中：

/* The maximum and minimum values for the integer type T.  */
#define TYPE_MINIMUM(t) ((t) ~ TYPE_MAXIMUM (t))
#define TYPE_MAXIMUM(t)                                                 \
  ((t) (! TYPE_SIGNED (t)                                               \
        ? (t) -1                                                        \
        : ((((t) 1 << (TYPE_WIDTH (t) - 2)) - 1) * 2 + 1)))

其中，TYPE_WIDTH以位为单位给出类型的大小：

/* The width in bits of the integer type or expression T.
   Do not evaluate T.
   Padding bits are not supported; this is checked at compile-time below.  */
#define TYPE_WIDTH(t) (sizeof (t) * CHAR_BIT)

它通过取一个类型的最大值的补码来获得该类型的最小值。它可以通过以下两种方式获得最大值：

• 如果它是无符号的，则将值-1转换为该类型的
• ，如果它是有符号的，则将通过设置第二高的位获得的值减去1而获得的值添加一到两倍。

虽然你的问题并不是真的需要它，但我想看看那个签名的案例。让我们以int16_t为例。

如果我们提前处理三元和TYPE_WIDTH，并忽略额外括号以确保更多的安全性，TYPE_MAXIMUM(int16_t)将扩展为：

(int16_t) ((((int16_t) (1 << 14)) - 1) * 2 + 1)

然后：

(int16_t) ((((int16_t) 0x4000) - 1) * 2 + 1)

然后：

(int16_t) (((int16_t) 0x3FFF) * 2 + 1)

然后：

(int16_t) ((int16_t) 0x7FFE + 1)

然后：

(int16_t) ((int16_t) 0x7FFE + 1)

这就是：

(int16_t) 0x7FFF

TYPE_MAXIMUM是一种有效地设置除高位以外的所有位的方法，而不依赖于带符号的溢出，这会产生未定义的行为，因此不能使用。

此TYPE_MAXIMUM方法确实假设给定的任何有符号类型都不使用这样的模型，在该模型中，最大有符号值不是由所有位表示，而是由设置的最高位表示。

TYPE_MINIMUM(int16_t)将反转这些位以获得(int16_t) 0x8000。

这个来自最大值方法的TYPE_MINIMUM假设任何给定的有符号类型都不使用符号和幅度算术，或者不使用任何其他模型，其中最大保持值的补码不是最小值。

有了对签名表示的这两个限制，在this table中给出的可以与TYPE_MINIMUM宏一起使用的表示是一补和二补。

在实践中，这可能永远不会是一个问题，几乎所有的东西都使用有符号整数的2的补码表示。