INT_MIN % -1 是否会产生未定义的行为？

Question

gcc 生成浮动代码，为以下代码引发 SIGFPE：

#include <limits.h>
int x = -1;
int main()
{
    return INT_MIN % x;
}

但是，我在标准中找不到该代码调用未定义或实现定义的行为的声明。据我所知，它需要返回 0。这是 gcc 中的错误还是我错过了标准的一些特殊异常？

Answer 1

您可能是对的，这可以被视为实际标准中的错误。 当前草案解决了这个问题：

如果商 a/b 可表示，
表达式 (a/b)*b + a%b 应
等于a；否则，行为
a/b 和 a%b 均未定义。

Answer 2

查看 gcc 生成的汇编代码（x 在汇编中前面定义为 -1）：

movl    x, %ecx
movl    $-2147483648, %eax
movl    %eax, %edx
sarl    $31, %edx
idivl   %ecx

第一个计算指令 sarl 右移 -2147483648 31 位。这会导致 -1 被放入 %edx 中。

接下来执行idivl。这是一个签名操作。我引用一下描述：

将组合 %edx:%eax 寄存器中包含的双字内容除以指定的寄存器或内存位置中的值。

所以 -1:-2147483648 / -1 是发生的除法。 -1:-2147483648 解释为双字等于 -2147483648 （在二进制补码机器上）。现在发生 -2147483648 / -1 并返回 2147483648。繁荣！这比 INT_MAX 还多一个。

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关于为什么问题，这是 gcc 中的错误还是我错过了标准的一些特殊例外？

在 C99 标准中，这是隐式的 UB (§6.5.5/6)：

…/ 运算符的结果是舍去小数部分的代数商。88) 如果商 a/b 可表示，则表达式 (a/b)*b + a%b 应等于 a。

INT_MIN / -1 无法表示，因此这是 UB。

然而，在 C89 中，% 运算符是实现定义的，这是否是编译器错误可以争论。不过，该问题已在 gcc 中列出： http://gcc.gnu.org/bugzilla /show_bug.cgi?id=30484

Answer 3

CPU 故障。

Answer 4

此处作为缺陷报告提出了相同的问题

http:// /www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#614

不幸的是，我没有看到决议部分明确指出它应该产生 UB。除法确实会产生 UB，但对于 % 运算符来说并不明显。

Answer 5

具有负操作数的模运算的结果在 C89 中由实现定义，并在 C99 中由 §6.5.5/6 定义：

…/ 运算符的结果是舍去小数部分的代数商。⁸⁸⁾ 如果商 a/b 为可表示，表达式 (a/b)*b + a%b 应等于 a。

⁸⁸⁾ 这通常称为“向零截断”。

对于补码表示，INT_MIN / -1 等于 INT_MAX + 1，因此它不能在不换行的情况下表示为 int，并且我猜想实施选择让它具有爆炸性。