1# OpenHarmony 32/64位可移植编程规范 2 3## 前言 4 5### 目的 6 7OpenHarmony的目标是面向全场景、全连接、全智能时代，基于开源的方式，搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台，促进万物互联产业的繁荣发展。具有“硬件互助，资源共享”、“一次开发，多端部署”、“统一OS，弹性部署”的技术特性。 8OpenHarmony支持三种系统类型： 9 101. 轻量系统（mini system），面向MCU类处理器（例如Arm Cortex-M、RISC-V 32位）的轻量设备，硬件资源极其有限，支持的设备最小内存为128KiB 112. 小型系统（small system），面向应用处理器（例如Arm Cortex-A 64位）的设备，支持的设备最小内存为1MiB 123. 标准系统（standard system），面向应用处理器（例如Arm Cortex-A 64位）的设备，支持的设备最小内存为128MiB 13 14因此，OpenHarmony的代码运行在32位/64位的设备上。对系统代码的可移植性、32位/64位运行模式下的编码需要一定的规约。本文以此为初衷，结合OpenHarmony的特点，拟定了相关编程规约，用于指导代码移植和64位编码，提升代码的规范性及可移植能力，供研发人员参考。 15 16### 适用范围 17 18用户态和内核态的C、C++代码，不区分语言的标准。 19 20### 32位/64位系统的类型差异 21 22#### 数据类型差异 23 24大部分的32位系统采用的是ILP32，即int、long和pointer是32位长度。大部分的64位系统采用的是LP64，即long、long long、pointer是64位长度。Windows系统采用的是LLP64，即long long和pointer是64位长度。各系统基本数据类型长度对比如下表所示： 25 26| **TYPE** | **ILP32** | **LP64** | **LLP64** | **LP32** | **ILP64** | 27| --------- | --------- | -------- | --------- | -------- | --------- | 28| char | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 29| short | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 30| int | 4 | 4 | 4 | 2 | 8 | 31| long | **4** | **8** | **4** | 4 | 8 | 32| long long | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 33| float | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 34| double | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 35| size_t | **4** | **8** | **8** | 4 | 8 | 36| pointer | **4** | **8** | **8** | 4 | 8 | 37 38上表中只包含了部分基本类型，下表分别将ILP32和LP64的sizeof和print进行对比，展示了更全面的常量和类型对应的差异： 39 40| Type | ILP32 sizeof | ILP32 print | LP64 sizeof | LP64 print | 备注 | 41| ------------------ | ------------ | ----------- | ----------- | ---------- | ------ | 42| bool | 1 | %u | 1 | %u | C++ | 43| char | 1 | %d或%c | 1 | %d或%c | | 44| unsigned char | 1 | %u | 1 | %u | | 45| short | 2 | %d | 2 | %d | | 46| unsigned short | 2 | %u | 2 | %u | | 47| int | 4 | %d | 4 | %d | | 48| unsigned int | 4 | %u | 4 | %u | | 49| long | 4 | %ld | **8** | %ld | 有差异 | 50| unsigned long | 4 | %lu | **8** | %lu | 有差异 | 51| long int | 4 | %ld | **8** | %ld | 有差异 | 52| unsigned long int | 4 | %lu | **8** | %lu | 有差异 | 53| long long | 8 | %lld | 8 | %lld | | 54| unsigned long long | 8 | %llu | 8 | %llu | | 55| type \* | 4 | %p | **8** | %p | 有差异 | 56| pid_t | 4 | %d | 4 | %d | | 57| socklen_t | 4 | %u | 4 | %u | | 58| off_t | 4 | %zd | **8** | %zd | 有差异 | 59| time_t | 4 | %zd | 8 | %zd | 有差异 | 60| pthread_t | 4 | %zu | **8** | %zu | 有差异 | 61| size_t | 4 | %zu | 8 | %zu | 有差异 | 62| ssize_t | 4 | %zd | **8** | %zd | 有差异 | 63 64#### 数据结构对齐的差异 65 66##### 包含指针数据结构对齐的变化 67 68```c 69typedef struct tagFoo { 70 void *p; 71 uint32_t i; 72} Foo; 73``` 74 75在32位系统上，指针长度为4，Foo 4字节对齐，sizeof(Foo) 等于8，在64位系统上，指针长度为8，Foo 8字节对齐，sizeof(Foo) 等于16。 76 77##### 包含64位整形的数据结构对齐的变化 78 79```c 80typedef struct tagFoo { 81 uint64_t p; 82 uint32_t i; 83} Foo; 84``` 85 86虽然uint64_t是定长的，但由于对齐的存在，Foo的大小也是不同的。在32位系统上，Foo 4字节对齐，sizeof(Foo) 等于12，在64位系统上，Foo 8字节对齐，sizeof(Foo) 等于16。uint64_t替换为double，上述结论依然成立。 87 88### 约定 89 90**规则**：编程时必须遵守的约定(must) 91 92**建议**：编程时应该遵守的约定(should) 93 94## 编程指导 95 96### 总则 97 98#### 【规则】开发者贡献的代码应当遵循此规范，编写出可同时应用于32位和64位的代码 99 100【说明】由于OpenHarmony会长期同时存在32位的运行环境和64位的运行环境，为了代码的一致性，开发者在编码时需要充分考虑代码的可移植能力。 101 102### 数据类型定义和格式化 103 104#### 【规则】应当使用统一定义的数据类型定义变量，无特殊意义或要求应当避免自行定义基本数据类型 105 106【说明】基于可移植性要求，在32位和64位条件下，可变长度的数据类型可能导致兼容性错误，为简单清晰，要求采用归一清晰的数据类型进行定义。基于当前的要求，定义下列基础数据类型： 107 108| 类型定义 | ILP32 | LP64 | PRINT | 使用场景及代替类型 | 109| ---------------- | ----- | ----- | ------- | ------------------------------------------------------------ | 110| void | - | - | - | void，无类型，仅用于占位和通用指针定义 | 111| char | 1 | 1 | %c | 对于字符串、数组直接使用原生char | 112| int8_t | 1 | 1 | %d | 对于1字节整型使用int8_t，uint8_t | 113| uint8_t | 1 | 1 | %u | 对于1字节整型使用int8_t，uint8_t | 114| int16_t | 2 | 2 | %d | 代替short | 115| uint16_t | 2 | 2 | %u | 代替unsigned short | 116| int32_t | 4 | 4 | %d | 代替int | 117| uint32_t | 4 | 4 | %u | 代替unsigned int | 118| int64_t | 8 | 8 | %PRId64 | 代替long long、宏实现代码兼容 | 119| uint64_t | 8 | 8 | %PRIu64 | 代替unsigned long long、宏实现代码兼容 | 120| float | 4 | 4 | %f | 单精度浮点数 | 121| double | 8 | 8 | %lf | 双精度浮点数 | 122| bool | 1 | 1 | %d | 布尔类型 | 123| uintptr_t | **4** | **8** | %zu | 会根据32位和64位的不同定义为不同的长度，用于可能存储指针的场景 | 124| type \* | **4** | **8** | %p | type \*，可变长度类型，与uintptr_t等价，存在类型转换时建议使用uintptr_t | 125| nullptr_t | **4** | **8** | %p | 指针初始化 | 126| pid_t | 4 | 4 | %d | Linux内置，固定长度 | 127| socklen_t | 4 | 4 | %u | Linux内置，固定长度 | 128| off_t/time_t | **4** | **8** | %zd | 可变长度类型，有符号 | 129| size_t/pthread_t | **4** | **8** | %zu | 可变长度类型，无符号，仅用于调用库函数的兼容性要求（比如底层API中使用了size_t） | 130 131上述类型定义在stddef.h（C）和cstdint（C++）标准库中，在采用#define重定义相关类型时，其源头应来自于上述类型。 132 133非特殊情况，不要使用非标准类型。禁止定义通用基础类型，除非定义的类型有明确的特定含义。对于涉及到第三方接口及API调用中使用的基础数据类型，以相关专项规则为准。 134 135【示例】非必要禁止自定义基础数据类型： 136 137```c 138// 禁止使用下面代码来重定义 139typedef unsigned int UINT32;// 此定义禁止使用 140 141// 已经有内置的uint32_t完全可代替上述定义，因此上述定义没有存在的必要。但如果定义的类型有明确的专用意义，则可以保留定义： 142typedef uint32_t DB_TABLE_ID; // 此定义可以保留 143``` 144 145【示例】下面2个类型的长度与通常理解不一致，禁止使用： 146 147| 类型定义 | ILP32 | LP64 | PRINT | 使用场景及代替类型 | 148| -------- | ------ | ----- | ----- | ---------------------- | 149| float_t | **12** | **4** | - | 长度不合常理，禁止使用 | 150| double_t | **12** | **8** | - | 长度不合常理，禁止使用 | 151 152#### 【建议】应当避免使用非统一定义的可变长类型定义变量，为适配平台、第三方代码接口等使用，需要特殊说明 153 154【说明】原生的long、int、short、size_t等类型，在64位和32位下其长度不确定，在编码时容易疏忽而导致代码隐患。如果将此类型用于外部存储或通信，则很容易导致系统间的不兼容，因此无特殊需求原则上应当避免使用这些类型。 155 156【例外】如果因为平台、第三方、库函数等原因，可以有限使用。使用这些类型定义时需要增加说明方便理解。 157 158【示例】 159 160```c 161long var; 162// 该定义在64位下为8bytes，在32位下为4bytes，存在歧义，建议修改为uint32_t或uint64_t。 163``` 164 165#### 【规则】避免使用uchar类型定义变量 166 167【说明】uchar或unsigned char用来定义字符串是一种不规范用法。对当前代码中已经存在的使用，需要修改为char类型（确认是字符串）或uint8_t（确认是无符号整数）。 168 169对于涉及到8bit编码的非ANSI字符序列，建议仍然使用char类型来定义。C++情况下，可使用wchar等宽字符类型定义。 170 171#### 【规则】当需要采用整型变量来存储指针时，变量应该定义成uintptr_t以适应不同的位宽 172 173【说明】uintptr_t类型用于用于存储指针长度的数据，其长度在32位和64位可自动适应。 174 175【示例】 176 177```c 178uintptr_t sessionPtr; 179 180// 将指针存储为变量时，强转和左值都应定义为uintptr_t，以适配不同场景字长的变化 181sessionPtr = (uintptr_t) GetMemAddress(); 182``` 183 184#### 【建议】函数入参或返回值定义的类型与变量类型发生不匹配时候，需要谨慎处理，以保证按照赋值和类型转换的规则进行转换后的结果正确 185 186【说明】如果不可避免出现了类型不一致的情况，需要谨慎进行类型转换，确保转换后的结果满足实际应用需求。 187 188【示例】 189 190```c 191long function (long l); 192int main () { 193 int i = -2; 194 unsigned int k = 1U; 195 long n = function(i + k); 196} 197``` 198 199【注释】上面这段代码在 64 位系统上会失败，因为表达式 (i + k) 是一个无符号的 32 位表达式，在将其转换成 long 类型时，符号并没有得到扩展。入参的结果是不正确的。解决方案是将其中一个操作数强制转换成 64 位的类型。 200 201#### 【规则】打印64位的整数请使用%PRId64，%PRIu64，%PRIx64等64位兼容宏进行格式化输出，不允许使用%d，%ld，%zd，%x，%lx等不兼容输出 202 203【说明】如果待格式化的数据明确为64位类型（定义为uint64_t），其输出格式化应当采用下述方法： 204 205```c 206#include <stdio.h> 207#include <stdint.h> 208#include <inttypes.h> 209 210int main() 211{ 212 uint64_t a = 0x1234567fffffff; 213 printf("a = %"PRIx64"\n", a); 214 return 0; 215} 216``` 217 218上述输出代码，在32位和64位环境下均能够正常输出64位长度数字。如果采用其它格式处理，都存在兼容性问题，需要注意避免，如下表： 219 220| 格式化方法 | ILP32构建 | ILP32结果 | LP64构建 | LP64结果 | 结论 | 221| ---------- | -------------- | --------- | -------------- | -------- | ---------- | 222| %lx | 类型不匹配告警 | 错误 | 无告警 | 正确 | **不兼容** | 223| %zx | 类型不匹配告警 | 错误 | 无告警 | 正确 | **不兼容** | 224| %llx | 无告警 | 正确 | 类型不匹配告警 | 正确 | **不兼容** | 225| %p | 类型不匹配告警 | 错误 | 类型不匹配告警 | 正确 | **不兼容** | 226| %PRIx64 | 无告警 | 正确 | 无告警 | 正确 | 兼容 | 227 228【示例】类型不匹配告警信息示例： 229 230```bash 231# 32位编译 232format ‘%lx’ expects argument of type ‘long unsigned int’, but argument 2 has type ‘uint64_t {aka long long unsigned int}’ 233format ‘%zx’ expects argument of type ‘size_t’, but argument 2 has type ‘uint64_t {aka long long unsigned int}’ 234format ‘%p’ expects argument of type ‘void *’, but argument 2 has type ‘uint64_t {aka long long unsigned int}’ 235 236# 64位编译 237format ‘%llx’ expects argument of type ‘long long unsigned int’, but argument 2 has type ‘uint64_t {aka long unsigned int}’ 238format ‘%p’ expects argument of type ‘void *’, but argument 2 has type ‘uint64_t {aka long unsigned int}’ 239``` 240 241#### 【规则】打印输出可变类型数据，对齐时要考虑数据长度并预留足够空间 242 243【说明】32位下指针及size_t长度最大只有8位（16进制）或10位（10进制），但在64位系统下，其最大宽度可达到20位，因此在打印输出时需要充分考虑其范围，避免打印因不对齐而影响用户体验。 244 245#### 【规则】使用常量时，禁止采用L/UL作后缀，允许增加U后缀指定为unsigned int类型，允许增加LL/ULL后缀指定其长度为64位 246 247【说明】无后缀的常量缺省为int类型；采用L/UL为后缀时，在32位和64位系统下，长度可能发生变化；确定需要64位时，采用LL/ULL为后缀定义以确保在32位和64位系统下均为64位长度。 248 249| 常量定义 | ILP32 | LP64 | 使用场景 | 250| -------------- | --------- | ----- | ------------------------------------------------------------ | 251| 1 | 4 | 4 | 默认为int32_t类型，长度固定 | 252| 1U | 4 | 4 | 默认为uint32_t类型，长度固定 | 253| 1L | **4** | **8** | 后缀为L或UL，长度不同，应当避免使用 | 254| 1UL | **4** | **8** | 后缀为L或UL，长度不同，应当避免使用 | 255| 1LL | 8 | 8 | 默认为int64_t类型，长整形数据，直接使用LL，确定为64位，长度固定 | 256| 1ULL | 8 | 8 | uint64_t类型，无符号长整形数据 | 257| 0x7FFFFFFF | 4 | 4 | 不携带附加符号的数字，不超过int32_t的范围，默认为int32_t类型 | 258| 0x7FFFFFFFL | **4** | **8** | 长度不同，避免使用 | 259| 0x7FFFFFFFLL | 8 | 8 | 长度固定 | 260| 0x80000000 | 4 | 4 | 小于uint32_t范围，类型为uint32_t类型 | 261| 0x80000000L | **4** | **8** | 后缀为L，小于uint32_t范围，增加该参数没有意义，应当避免使用 | 262| 0x80000000LL | 8 | 8 | 增加LL后缀，小于uint32_t范围，长度固定 | 263| 0x8000000000 | **NA或8** | **8** | 无后缀，超过uint32_t的范围，编译器默认为LL或无效，64位下固定为uint64_t类型 | 264| 0x8000000000L | **NA或8** | **8** | 后缀为L，对超过uint32_t的范围常数，增加该参数没有意义，应当避免使用 | 265| 0x8000000000LL | 8 | 8 | 后缀为LL，uint64_t类型 | 266 267从上表中可看出，使用L或UL后缀的常量，其长度在32位和64位下发生变化，不利于代码的可移植性，因此禁止使用这个后缀。 268 269【示例】 270 271```c 272// 下面定义中的UL是没有意义的，在32位系统会出错，在64位系统不需要 273#define YYY_START_ADDRESS(XXX_START_ADDR + 0x80000000UL) 274``` 275 276#### 【规则】应当使用标准头文件中定义的宏常量，避免自行定义 277 278【说明】C（stdint.h）和C++（cstdint.h）的标准头文件中均有定义最大值/最小值的宏常量，源文件中引用即可，避免自行定义。 279 280【示例】 281 282```c 283#include <cstdio> 284#include <cinttypes> 285 286int main() 287{ 288 std::printf("%zu\n", sizeof(std::int64_t)); 289 std::printf("%s\n", PRId64); 290 std::printf("%+" PRId64 "\n", INT64_MIN); 291 std::printf("%+" PRId64 "\n", INT64_MAX); 292 293 std::int64_t n = 7; 294 std::printf("%+" PRId64 "\n", n); 295} 296``` 297 298#### 【规则】应当使用统一的定义表示常量的无效值，避免直接使用全F等表示方法以适应不同的长度 299 300【说明】同一个数字常量值在64位系统和32位系统上，按照32位系统有无符号类型，理解的结果可能不一样；特别是32位系统上最高bit位为1的，在32位系统上按照有符号类型理解成一个负数，在64位系统上是一个正数。要求统一使用typedef.h中的统一定义，表示数据的无效值。 301 302```c 303// 使用typedef.h中的定义 304#define INVALID_INT8((int8_t)(-1)) 305#define INVALID_UINT8((uint8_t)(-1)) 306#define INVALID_INT16((int16_t)(-1)) 307#define INVALID_UINT16((uint16_t)(-1)) 308#define INVALID_INT32((int32_t)(-1)) 309#define INVALID_UINT32((uint32_t)(-1)) 310#define INVALID_INT64((int64_t)(-1)) 311#define INVALID_UINT64((uint64_t)(-1)) 312``` 313 314【示例】 315 316```c 317// 在32位系统上，n是一个负数 318long n = 0xFFFFFFFF; 319// 在64位系统上，n是一个正数，实际值为0x00000000FFFFFFFF。 320long n = 0xFFFFFFFF; 321``` 322 323#### 【建议】对不会超过32位空间大小的临时变量，建议采用uint32_t定义 324 325【说明】定义的变量不需要特别关注其类型，可采用默认的uint32_t类型，以减少因类型不一致导致的大量强制类型转换。 326 327### 结构体对齐与填充 328 329#### 【规则】代码中禁止采用常量硬编码来指定变量长度、结构体长度，应当使用sizeof等内建类型来获取 330 331【说明】sizeof可自动计算相关变量和结构的长度，避免硬编码错误；同时在编译时即完成了所属变量长度的计算，不会影响运行性能。 332 333在64位系统下默认对齐方式是8字节对齐，使用sizeof()获取结构体长度来取代硬编码，以避免因结构对齐导致的长度计算错误。 334 335联合在使用时，需要特别关注到其长度在64位和32位下的不同，避免在计算长度时出现错误。特别是按照最大长度进行计算和空间申请。 336 337【示例】未采用sizeof计算结构长度，可能导致内存空间不足。 338 339```c 340int32_t *p; 341p = (int32_t *)malloc(4 * ELEMENTS_NUMBER); 342// 这行代码假定指针的长度为4字节，而这在LP64中是不正确的，此时是8字节。 343 344//正确的方法应使用sizeof() 345int32_t *p; 346p = (int32_t *)malloc(sizeof(p) * ELEMENTS_NUMBER); 347``` 348 349#### 【建议】特殊情况下，64位系统可以强制编译器指定对齐方式 350 351【说明】在需要时，为保持代码兼容性，可采用指定对齐方式。使用伪指令#pragma pack (n)，编译器将按照n 个字节对齐；使用伪指令#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。 352 353【样例】 354 355```c 356#pragma pack(push) // 保存当前的对齐方式 357#pragma pack(1) // 设置对齐方式为1字节对齐 358struct test 359{ 360 ...... 361}; 362#pragma pack(pop) // 恢复之前的对齐方式 363``` 364 365#### 【规则】涉及多机通信的消息结构体，需要对齐统一。基于兼容性考虑，可优先采用1字节对齐；禁止使用8字节对齐和64位数据类型以避免与32位系统通信错误 366 367【说明】板间通信消息涉及到跨板操作，除非所有软件同步升级，否则将会导致通信失败。为兼容性考虑，对已经存在的协议和结构，保持1字节对齐，并转换为网络序。对新增的通信协议，为通信效率和处理性能考虑，可以有条件采用4字节对齐。 368 369#### 【规则】对外提供的接口数据结构应当避免出现填充，至少要求采用4字节对齐 370 371【说明】对功能特性对外提供的API头文件，如果其中涉及到结构体定义，应当避免结构体填充，建议能够在自然对齐情况下数据不出现空洞，至少需要保证4字节对齐。 372 373#### 【建议】应当使用成员名称访问结构体成员，禁止使用偏移方式访问 374 375【说明】数据结构成员的偏移在32位和64位对齐情况下，其偏移值不同，不能直接计算每个成员的大小之后作为偏移；在32位系统上没有自动填充的数据结构，到了64位上有可能出现自动填充。 376 377【示例】 378 379```c 380Struct A 381{ 382 uint32_t a; 383 uint32_t *p; 384 uint32_t b; 385}; 386``` 387 388成员b的偏移等于sizeof(a) + sizeof(p)在32位系统上成立，在64位系统上不成立。正确的做法应当是直接通过变量名称进行索引定位： 389 390```c 391xxx.b = 123; 392``` 393 394如果结构定义比较特殊，比如结构体只是消息的头部，后续还有其它字段，则可能需要重新定义此结构，使结构体内部不出现填充字段。 395 396【示例】 397 398```c 399typedef struct { 400 uint32_t self; /* 其它对齐结构 */ 401 uint32_t brother; /* 其它对齐结构 */ 402 uint8_t processedFlag; /* 当前节点是否被处理过的标志 */ 403 uint8_t reserve[3]; /* 为了4字节对齐的保留字段 */ 404} TreeNodeInfo; 405 406typedef struct { 407 TreeNodeInfo nodeInfo; /* 每一个node的树信息的数据结构 */ 408 void *userInfo; /* 每一个node的用户信息数据结构 */ 409} TreeNode; 410``` 411 412TreeNode结构体中有两个成员结构体，下面的代码中根据第二个成员来获取第一个成员的地址，采用第二个成员首地址减去sizeof(第一个成员)计算（inUserInfo指向结构体中的userInfo字段）： 413 414```c 415inTreeNodeInfo = (TreeNodeInfo *)((void *)(((char *)inUserInfo) - sizeof(TreeNodeInfo))); 416``` 417 418结构体采用自然对齐，需要注意到子结构体TreeNodeInfo，在32位下其长度为12bytes，在64位下，**其长度也是12位**。结构体TreeNode在32位下成员结构体之间无填充，其长度为16bytes，但在64位下的结构体长度：sizeof(TreeNodeInfo)=12，sizeof(TreeNode)=24，即子结构体TreeNodeInfo后有4个字节的填充字段，因此在64位下通过上述方法获取前一个字段地址，就会漏算填充的4个字节，导致成员访问出错。 419 420#### 【建议】结构体定义时，为节省存储空间，在保证可读性的前提下，尽可能实现8字节自然对齐，避免出现填充 421 422【说明】如果结构体能够实现自然对齐，则不需要进行填充，可有效节省结构体的无效空间。在不影响可读性的前提下，建议将size_t和pointer等64位长度类型放在结构体两端定义。 423 424【示例】 425 426```c 427// 下面的结构体，在自然对齐情况下，其长度为24bytes 428struct Foo 429{ 430 int32_t a; 431 uint64_t l; 432 int32_t x; 433} 434 435// 经过适当调整，可优化到16bytes 436struct Foo 437{ 438 uint64_t l; 439 int32_t a; 440 int32_t x; 441} 442``` 443 444### 数据类型转换及运算 445 446#### 【规则】应当避免不同类型的数据之间的隐式类型转换，如果必要，应当采用显式类型转换，避免在32位和64位系统结果不一致 447 448【说明】谨慎处理不同长度和精度的操作数之间进行运算，避免因默认转换出现精度和符号的丢失。64位与32位混合编程情况下，需要关注隐式类型转换的几个重要点： 449 4501. 64位长度的变量给32长度变量赋值，低32位直接赋值，高32位被截断丢失；低32位再根据左值变量类型理解成有符号或者无符号 451 4522. 反之，32位长度的变量给64长度变量赋值，根据源32位为有符号或者无符号进行符号扩展，目的64位数再根据变量类型理解成有符号或者无符号。 453 4543. 有符号数与无符号数进行运算，如果不指定结果类型，系统默认按照无符号方式理解。 455 456上述转换过程可能带来不符合原意的结果，因此需要谨慎对待，尽可能避免隐式的转换。 457 458【示例】转换后结果看上去正确的示例 459 460```c 461int32_t t1 = -2; 462int64_t t2 = 1; 463int32_t t3 = t1 + t2; 464printf("t3 = %d\n", t3); 465 466// 打印结果： t3 = -1 467``` 468 469t1是个32位数，t2是个64位数，在做运算之前，先把t1也扩展成64位的。加法完成之后结果是一个64位的int64_t类型，在内存中16进制存储值为：0xffffffffffffffff，在给32位int32_t类型赋值发生截断， 值为0xffffffff，再理解成有符号32位，值为-1。此结果虽然看上去正确，但发生了数据截断，可能并不符合作者的本意。 470 471【示例】有符号向无符号转换 472 473```c 474int64_t t1 = -1; 475uint32_t t2 = t1; 476printf("t2=%u", t2); 477 478// 打印结果：t2=4294967295 479``` 480 481t1是个64位int64_t类型，用二进制表示为0xffffffffffffffff，如果赋值给一个32位int类型，高32位丢失，直接显示位低32位的值，二进制为0xffffffff，按照无符号方式理解，值为4294967295。 482 483【示例】32位向64位无符号转换 484 485```c 486int32_t t1 = -1; 487uint64_t t2 = t1; 488printf("t2 = %lu\n", t2); 489 490// 打印结果：t2 = 18446744073709551615 491``` 492 493源32位是个有符号的负数，扩展时，应该带符号扩展，负数高位全部为f，扩展后值为0xffffffffffffffff。目的64位类型是个无符号的数，所以其值是一个很大的正数。 494 495#### 【规则】当需要将指针作为基址，再按照字节计算偏移时，指针需要强制转换为uintptr_t或uint8_t *等单字节指针类型 496 497【说明】如果转换为整型，采用uint32_t强转，会出现指针被截断的情况，因此需要转换为uintptr_t。也可转换为单字节宽度的指针类型，如uint8_t \*、char \*等，转为上述方式后，偏移均被理解为字节。void \*类型实际也会按照1字节进行偏移，但为了类型明确化，建议使用前面更明确的类型代替。 498 499【示例】 500 501```c 502// 错误 503void *pPkt = (void *)((uint32_t)MSG_GET_DATA_ADDR(msgAddr) + OFFSET); 504 505// 正确 506void *pPkt = (void *)((uintptr_t)MSG_GET_DATA_ADDR(msgAddr) + OFFSET); // C 507void *pPkt = reinterpret_cast<void *>(reinterpret_cast<uintptr_t>(MSG_GET_DATA_ADDR(msgAddr)) + OFFSET); // C++ 508``` 509 510#### 【规则】禁止指针与uint32_t之间相互赋值，包括函数参数传递 511 512【说明】如果要定义的变量可能是不确定长度的指针，使用void \*；如果要定义的变量既可以是指针，也可以是整形，使用uintptr_t。 513 514【示例】指针与整型的转换 515 516```c 517int32_t i, *p, *q; 518p = &i; 519q = (int32_t *) (int32_t)&i; 520 521// 在A32架构下，p = q；但是在A64-LP64架构下，p != q 522``` 523 524为了避免这种类型冲突问题，可以用uintptr_t来表示指针类型。 525 526#### 【规则】禁止size_t与int32_t/uint32_t之间相互赋值，包括函数参数传递 527 528【说明】可变长度类型禁止与32长度类型强转。 529 530【示例】 531 532```c 533int32_t length = (int32_t)strlen(str); // 错误 534``` 535 536strlen返回size_t（它在LP64中是unsigned long），当赋值给一个int32_t时，截断是必然发生的。而通常，截断只会在str的长度大于2GB时才会发生，这种情况在程序中一般不会出现，容易忽略。 537 538#### 【规则】在64位环境下使用大数组或大for循环索引时，索引类型应当与下标边界保持一致 539 540【说明】如果系统中使用了超大数组或超大循环，在64位环境有可能超过32位的索引范围，则需要使用可变长度类型或64位类型来定义数组下标或循环变量，避免因变量范围不足而导致不能全量遍历。 541 542【示例】 543 544```c 545int64_t count = BIG_NUMBER; 546for (unsigned int index = 0; index != count; index++) 547 ... 548``` 549 550在64位系统上，由于int64_t是64位类型，count是一个很大的数。unsigned int是32位类型 导致上面的循环永远不会终止。因此，index应该改成int64_t类型。 551 552### 位域和字节序 553 554#### 【规则】基于位域的变量定义需要充分考虑位域的基础类型及对齐问题，避免在不同的位宽下计算出错 555 556【说明】位域的宽度需要结合对齐进行理解，结构体会变长；对位域的取值需要采用名称，避免采用直接计算。 557 558#### 【规则】在64位系统上，考虑移位操作带来的长度差异，以及移位以后生成的值隐形扩展到64位的问题 559 560【说明】位移运算时，需要检查是否可能导致溢出而回绕的情况，需要修改为32位类型避免结果不一致。 561 562【示例】 563 564```c 565int64_t t = 1 << a; // 需考虑a的大小 566``` 567 568在32位系统上，a的最大值是32，在64位系统上，是64。如果a是一个32位变量，其结果还要考虑到64位扩展问题。 569 570### 第三方库和差异化功能 571 572#### 【规则】64位系统使用到的第三方类库，都必须是支持64位的 573 574【说明】部分库函数、第三方开源代码本身对64位的支持不定完善，需要针对所有涉及的代码进行评估，确保其可运行在64位环境下。部分库函数在64位和32位采用不同的接口实现，因此需要确保使用正确的接口。 575 576【示例】内存映射处理，在32位系统下可使用mmap，如果映射超过2GBytes，则需要使用mmap64；但64位系统下可统一使用mmap。 577 578#### 【规则】涉及到底层汇编的功能，需要在64位和32位系统分别独立调测，避免功能不可用 579 580【说明】切换到64位后，寄存器个数和位宽都有变化，涉及到汇编的相关调测功能都需要进行重新的调测，并需要同时关注32位和64位下的代码有效性。 581 582【示例】调用栈的推栈功能，在32位和64位内嵌的汇编代码需要独立编写调测。 583 584#### 【规则】补丁功能需要同时支持32位指令和64位指令差异 585 586【说明】由于指令长度变更，补丁机制及功能需要适配修改。 587 588#### 【规则】64位系统使用到的工具，都必须是支持64位的 589 590【说明】如果不可避免出现了类型不一致的情况，需要谨慎进行类型转换，确保转换后的结果满足实际应用需求。 591