C语言类型转换和溢出常见错误

类型转化

C语言进行类型转换时，采用符号扩展还是零扩展，只取决与被扩展数的类型，与目的类型无关。

unsigned int a;
long long b;
long long c;
b = (long long) a;
c = (long long)(int) a;

b和c有本质的区别：

• b是由a零扩展得到，高32位为0
• c是由a符号扩展得到，高32位与a的最高位相同：a首先被解释为带符号数，再进行扩展

常见的误解：认为c = (long long)(int) a中(int) a可能发生无符号数到有符号数的溢出，从而导致结果错误。实则不然，int与unsigned int只是解释不同，在机器层面上本质一样！

溢出

int a;
long long b;
long long c;
b = a * a;
c = (long long)a * (long long)a;

常见误解：b可以得到a*a的64位完整结果。但事实上，两个 int 类型相乘，结果仍然是 int 类型，只是把 int 结果赋值给 long long 类型的 b，当a*a溢出时，b得到错误的值；c得到a*a的64位正确结果

实际的应用

NEMU项目用C语言实现RSIC-V32位虚拟机，其中涉及到以下指令：

• mulh 有符号32位 × 有符号32位，结果为高 32 位
• mulhu 无符号32位 × 无符号32位，结果为高 32 位
• mulhsu 有符号32位 × 无符号32位，结果为高 32 位
  正确的逻辑如下

//src1：源操作数1，src2：源操作数2，R(rd)：目的操作数
//mulh
long long tem = (long long)(int)src1 * (long long)(int)src2; 
R(rd) = (int)(tem >> 32);
//mulhu
long long tem = (unsigned long long)src1 * (unsigned long long)src2;
R(rd) = (int)(tem >> 32);
//mulhsu
long long tem = (long long)(int)src1 * (unsigned long long)src2; 
R(rd) = (int)(tem >> 32);