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c++ - 是否假定C/C++中的所有函数都返回?

coder 2023-05-31 原文

我正在阅读this paper关于未定义的行为,示例“优化”之一看起来非常可疑:

if (arg2 == 0)
    ereport(ERROR, (errcode(ERRCODE_DIVISION_BY_ZERO),
                    errmsg("division by zero")));
/* No overflow is possible */
PG_RETURN_INT32((int32) arg1 / arg2);

Figure 2: An unexpected optimization voids the division-by-zero check, in src/backend/utils/adt/int8.c of PostgreSQL. The call to ereport(ERROR, :::) will raise an exception.



本质上,编译器假设ereport将返回,并且删除了arg2 == 0检查,因为除法的存在意味着分母为非零,即arg2 != 0

这是有效的优化吗?编译器是否可以自由假设某个函数将始终返回?

编辑:整个事情取决于 ereport ,其描述如下:
   84 /*----------
   85  * New-style error reporting API: to be used in this way:
   86  *      ereport(ERROR,
   87  *              (errcode(ERRCODE_UNDEFINED_CURSOR),
   88  *               errmsg("portal \"%s\" not found", stmt->portalname),
   89  *               ... other errxxx() fields as needed ...));
   90  *
   91  * The error level is required, and so is a primary error message (errmsg
   92  * or errmsg_internal).  All else is optional.  errcode() defaults to
   93  * ERRCODE_INTERNAL_ERROR if elevel is ERROR or more, ERRCODE_WARNING
   94  * if elevel is WARNING, or ERRCODE_SUCCESSFUL_COMPLETION if elevel is
   95  * NOTICE or below.
   96  *
   97  * ereport_domain() allows a message domain to be specified, for modules that
   98  * wish to use a different message catalog from the backend's.  To avoid having
   99  * one copy of the default text domain per .o file, we define it as NULL here
  100  * and have errstart insert the default text domain.  Modules can either use
  101  * ereport_domain() directly, or preferably they can override the TEXTDOMAIN
  102  * macro.
  103  *
  104  * If elevel >= ERROR, the call will not return; we try to inform the compiler
  105  * of that via pg_unreachable().  However, no useful optimization effect is
  106  * obtained unless the compiler sees elevel as a compile-time constant, else
  107  * we're just adding code bloat.  So, if __builtin_constant_p is available,
  108  * use that to cause the second if() to vanish completely for non-constant
  109  * cases.  We avoid using a local variable because it's not necessary and
  110  * prevents gcc from making the unreachability deduction at optlevel -O0.
  111  *----------

最佳答案

Is the compiler free to assume that a function will always return?



在C或C++中,编译器在此基础上进行优化是不合法的,除非它以某种方式明确知道ereport返回(例如,通过内联并检查代码)。
ereport至少取决于一个#define和传入的值,因此我不确定,但是它的确设计为有条件地不返回(而且它调用了外部函数errstart,据编译器所知,可能会或可能不会返回)。因此,如果编译器确实假设它总是返回,那么要么编译器错误,要么ereport的实现错误,或者我完全误解了它。

报纸说,

However, the programmer failed to inform the compiler that the call to ereport(ERROR, ::: ) does not return.



我不相信程序员有任何这样的义务,除非在编译此特定代码时可能存在一些非标准的扩展名,否则该扩展名可以证明在某些情况下会破坏有效代码。

不幸的是,通过引用该标准很难证明代码转换是不正确的,因为我无法引用任何内容来表明没有隐藏在第700-900页的某处,其中有一个小句“顺便说一下,所有功能都必须返回”。我实际上并没有阅读标准的每一行,但是这样的子句是荒谬的:需要允许函数调用abort()exit()longjmp()。在C++中,它们也可以引发异常。并且需要允许他们有条件地执行此操作-属性noreturn表示该函数从不返回,而不是该函数可能不返回,并且缺少它就不能证明该函数是否返回。我对这两个标准的经验是,它们并不荒谬。

优化不允许破坏有效程序,它们受到保留了可观察行为的“假设”规则的约束。如果ereport不返回,则“优化”将更改程序的可观察行为(从ereport所做的而不是返回的操作变为由于被零除而具有未定义的行为)。因此,这是禁止的。

这里有关于此特定问题的更多信息:

http://bugs.debian.org/cgi-bin/bugreport.cgi?bug=616180

它提到(正确地是IMO)拒绝的GCC错误报告http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=29968,但如果ereport不返回,则PostGreSQL问题与拒绝的GCC错误报告不同。

在debian中,错误说明如下:

The gcc guys are full of it. The issue that is relevant here is the C standard's definition of sequence points, and in particular the requirement that visible side effects of a later statement cannot happen before the execution of an earlier function call. The last time I pestered them about this, I got some lame claim that a SIGFPE wasn't a side effect within the definitions of the spec. At that point useful discussion stopped, because it's impossible to negotiate with someone who's willing to claim that.



实际上,如果后面的语句具有UB,则在标准中明确声明整个程序具有UB。本回答中有引文。并非如此(此人似乎认为),所有可见的副作用都必须一直发生到UB之前的最后一个序列点。 UB允许发明一种时间机器(更一般地说,它允许无序执行,前提是假定所执行的所有操作均已定义行为)。如果这就是他们所说的,那么gcc家伙就不满。

如果编译器选择保证并记录(作为对标准的扩展)它,则SIGFPE将是一个明显的副作用,但是如果它只是UB的结果,则不是。例如,将-fwrapv选项与GCC进行比较,该选项将整数溢出从UB(标准所说)更改为环绕式(只有指定了选项,编译器才能保证)。在MIPS上,gcc有一个选项-mcheck-zero-division,它看起来确实定义了零除行为,但我从未使用过。

该论文的作者可能注意到了针对GCC的投诉是错误的,并且认为其中一名PostGreSQL作者是错误的,这在他们将窃笑者引号放入以下内容时影响了他们:

We found seven similar issues in PostgreSQL, which were noted as “GCC bugs” in source code comments



但是不返回的函数与发生某些副作用后返回的函数有很大的不同。如果未返回,则将在标准的C(或C++)抽象机的定义内不执行将具有UB的语句。未执行的语句不会执行:我希望这不会引起争议。因此,如果“gcc专家”声称未到达的语句中的UB导致整个程序都未定义,那么他们将充满了它。我不知道他们已经宣称了这一点,并且在Debian报告结束时,有人建议GCC 4.4可能已经解决了这个问题。如果是这样,那么也许PostGreSQL确实确实遇到了一个最终确认的错误,而不是(正如您所链接的论文的作者所认为的)有效的优化,或者(如说gcc的人都认为的那样)对错误的误解。 GCC作者的标准。

关于c++ - 是否假定C/C++中的所有函数都返回?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/20059532/

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