strlen 可以是[[未排序]]吗？

Question

我不清楚C23 工作草案中关于未排序函数的措辞。除其他属性外，未排序的函数必须是独立的：

(6)通过函数调用观察对象X

• (6.1) 如果两者同步，
• (6.2) 如果X对于呼叫来说不是本地的，
• (6.3) 如果X的生命周期在函数调用之前开始，并且
• (6.4) 如果在呼叫期间对X的访问进行了排序；

在调用之前存储的X的最后一个值（如果有）被称为调用观察到的X值。

函数指针值f是独立的，如果

• (6.5) 对于通过不基于调用参数的左值对f的某些调用观察到的任何对象X ，则在同一程序执行期间对f的所有调用中对X的所有访问都会观察到相同的值；
• (6.6) 否则，如果访问基于指针参数，则应有一个唯一的此类指针参数P，以便对X的任何访问都应针对基于P的左值。

如果派生函数指针值是独立的，则函数定义是独立的。

- N3096 $6.7.12.7 p6，为了可读性而重新格式化

我的问题是像这样的函数strlen是否可以独立。考虑这个最小的实现：

size_t strlen(const char* s) {
    size_t len = 0;
    for (; *s; ++s) { ++len; }
    return len;
}

首先，是否*s认为是基于参数的访问？我相信访问是基于参数，即指针参数，因此只有（6.6）的限制是相关的。

然而，(6.6) 可能是一个问题。请注意，（6.5）说“在对f 的所有调用中对X的所有访问”，而（6.6）说“对X 的所有访问”，它更广泛，并且也可能适用于函数外部的访问。那么下面的场景就是一个问题：

struct string {
    char data[N];
} str;
// ...
strlen(str.data); // A
str = ...;
strlen(str.data); // B

并非所有对str全局的访问都是通过唯一的指针参数进行s的strlen。其中一些 ( str = ...) 甚至不涉及任何指针。如果我的理解是正确的，这就不符合strlen独立性，因此不符合顺序。

总而言之，我的解释是否正确，并且strlen不能无序？这也许只是一个措辞问题，但它的目的是无序的？

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注意可能的意图

该提案[[unsequenced]]声称与 GCC 不同[[gnu::const]]，支持指针参数。然而，我不确定措辞是否反映了这一点，以及反映到什么程度。

参见N2956 5.8 与 GCC const 和 pure 的一些区别

Answer 1

我的问题是像这样的函数strlen是否可以独立。

首先，规范相关部分的措辞很糟糕。例如，在某些地方语法与表面意图不匹配，在其他地方语法不正确，从而使预期含义难以解析，并且有点多余。这个重写更好地传达了我认为规范的意思：

如果满足以下条件，则通过函数调用X观察对象：

• X生命周期在调用之前开始，并且
• X和呼叫同步，并且
• X在呼叫期间对 的访问进行排序。

在这种情况下，如果在X调用之前发生任何存储，则最后一个此类存储写入的值被认为是X调用观察到的值。否则， 的初始值X是调用观察到的值。

如果对于调用C to观察到的每个对象，函数指针值f是独立的，X*f

• 如果这样的C观察到的任何访问X是通过基于 的指针参数的左值*f，则存在一个唯一的指针参数P，使得这样的C*f进行的每次访问都应通过基于 的左值；XP

• 否则，在同一程序执行期间观察 的值的每个此类CX都会观察到相同的值。

如果派生函数指针值是独立的，则函数定义是独立的。

使用函数指针作为定义的主要主题是从原文中得出的。我认为它是为了澄清独立性是指由其地址标识的函数，而不是通过名称或实现来标识。因此，程序可能包含两个具有相同名称和相同代码的静态函数，其中一个独立，另一个不独立。

值得注意的是，函数或函数指针是独立的（如果编译器能够识别），这意味着函数调用相对于其他操作可能会重新排序，这就是存在的意义unsequenced。但独立性仅与函数的读取有关，因此它本身不足以启用调用的重新排序。

考虑这个最小的实现：

size_t strlen(const char* s) {
    size_t len = 0;
    for (; *s; ++s) { ++len; }
    return len;
}

首先，是否*s认为是基于参数的访问？

简短的回答：是的。

长答案： 这*s是一个左值。它出现在将执行左值转换的上下文中。该左值转换执行对引用对象的读取，这是对该对象的访问。我认为没有任何*s不基于 的解释的空间s，它是函数的参数。

然而，(6.6) 可能是一个问题。请注意，(6.5) 表示“在对 f 的所有调用中对 X 的所有访问”，而 (6.6) 表示“对 X 的所有访问”，后者范围更广，也可能适用于函数外部的访问。

有点。该规定与指针值无关，而是与将指针提供给函数的函数参数有关。因此，将其解释为在调用上下文之外应用意味着在不取消独立资格f的情况下根本无法访问所讨论的对象。我相信这不是本意，而且我上面对条款的重写对此更加清楚。ff

总之，我的解释是否正确，并且 strlen 不能无序？这也许只是一个措辞问题，但它的目的是无序的？

如果您的解释是正确的，那么基本上没有函数会被取消排序（因为函数必须是独立的才能被取消排序）。

当我解释规范时，strlen()提供的定义定义了一个未排序的函数。我注意到这与它是否实际带有注释无关[[unsequenced]]。