从普通指针中减去NULL指针会产生算术右移

Question

这是C代码。

int main() {
  int i = 10, *p = &i;
  printf("%ld", p - (int *) NULL);
}

对于指针算术部分，'gcc‘和'clang’都会在其汇编输出中生成'sar rax，2‘指令。有人能解释一下这种情况下指针算术和算术右移有什么关系吗？

Answer 1

右移2是除以4的快速方法。4是你的int大小。

两个指针到int的距离是对应于int指针的两个char指针的距离除以int大小(请记住，将整数添加到指针时，整数将按指针目标大小进行缩放，因此在进行差分时，需要撤消此缩放)。

从技术上讲，你不应该减去两个不相关的指针(或者用"%ld"而不是正确的"%zd"来打印差异)，因为这是未定义的行为-标准只允许你比较指向同一对象或刚刚超过它的指针。然而，一个本身没有这种未定义行为的通用int*-diffing函数：

#include <stddef.h>

ptrdiff_t diff_int_ptr(int *A, int *B)
{
    return A-B;
}

仍将转换为与

ptrdiff_t diff_int_ptr(int *A, int *B)
{
    return ((char*)A - (char*)B) >> lg2(sizeof(int));
    //strength reduced from: return ((char*)A - (char*)B) / sizeof(int)
    //which is possible iff sizeof(int) is a power of 2
}

在优化编译器(godbold link for x86-64 gcc and clang)上，移位通常比现代机器上的除法快10倍以上。