Немного о пользе явного указания типа констант

Все началось с того, что я реализовал на Си функцию, формирующую из входных данных некоторую в меру замороченную двоичную последовательность с участием битов четности. Реализовал, проверил на компьютере, отловил баги и залил в контроллер, после чего передача данных, до того успешно работавшая на пробной последовательности, заданной хардкодом, работать перестала.

В ходе тестов выяснилась интересная вещь — функция упорно не желала работать именно на встроенном железе. При выполнении кода на компьютере тесты проходили вполне успешно, а вот при запуске ее в составе прошивки случался непонятный катаклизм, и все ломалось. Причина оказалась до смешного проста, но достаточно интересна (для меня), чтобы поделиться ей в блоге.

Пояснить феномен можно на немудреном синтетическом примере. Напишем функцию, которая считает количество единиц в тридцатидвухбитном числе:

uint8_t count_ones(uint32_t value)
{
    uint8_t i,ones_count;

    ones_count=0;

    for (i=0; i<32; i++)
    {
        if (value & (1<<i))
        {
            ones_count++;
        }
    }

    return ones_count;
}

Если скомпилировать ее в GCC (MinGW), она будет работать совершенно прекрасно. Например, если передать ей значение 0xF70000F7, она исправно вернет 14. А вот если для разнообразия скомпилировать ровно тот же код в AVR-GCC, на тех же входных данных результат будет равен восьми. Почему?

Дело в константе «1». Согласно правилам, принятым в Си, разрядность константы равна разрядности типа int. В то же время, размер int гуляет от платформы к платформе. На компьютере он имеет разрядность 32 (сейчас чаще уже 64) бита, а в том же AVR GCC — 16 бит. Потому во втором случае и результат выражения (1<<i) будет иметь разрядность 16 бит со всеми вытекающими последствиями (переполнение вместо корректного анализа всех разрядов входного числа). Починить функцию можно, всего лишь явно указав тип константы:

uint8_t count_ones(uint32_t value)
{
    uint8_t i,ones_count;

    ones_count=0;

    for (i=0; i<32; i++)
    {
        if (value & (1UL<<i))
        {
            ones_count++;
        }
    }

    return ones_count;
}

Такая реализация работает корректно везде.

Думаю, на приведенном примере большинство читателей почти сразу догадалось, в чем дело. Однако в более сложном коде такой момент недолго и проглядеть.