相关疑难解决方法(0)

我知道C++ 中的"未定义行为"几乎可以让编译器做任何想做的事情.但是,我遇到了让我感到惊讶的崩溃,因为我认为代码足够安全.

在这种情况下,真正的问题仅发生在使用特定编译器的特定平台上,并且仅在启用了优化时才发生.

我尝试了几件事来重现问题并将其简化到最大程度.这是一个名为的函数的摘录Serialize,它将获取bool参数,并将字符串true或复制false到现有的目标缓冲区.

如果bool参数是未初始化的值,那么这个函数是否会在代码审查中,没有办法告诉它实际上可能会崩溃？

// Zero-filled global buffer of 16 characters
char destBuffer[16];

void Serialize(bool boolValue) {
    // Determine which string to print based on boolValue
    const char* whichString = boolValue ? "true" : "false";

    // Compute the length of the string we selected
    const size_t len = strlen(whichString);

    // Copy string into destination buffer, which is zero-filled (thus already null-terminated)
    memcpy(destBuffer, whichString, len);
}

如果使用clang 5.0.0 +优化执行此代码,它将/可能崩溃.

boolValue ? "true" …

我一直在阅读div和mul组装操作,我决定通过在C中编写一个简单的程序来实现它们:

文件分割

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    size_t i = 9;
    size_t j = i / 5;
    printf("%zu\n",j);
    return 0;
}

然后生成汇编语言代码:

gcc -S division.c -O0 -masm=intel

但是看生成的division.s文件,它不包含任何div操作!相反,它通过位移和魔术数字来做某种黑魔法.这是一个计算代码片段i/5:

mov     rax, QWORD PTR [rbp-16]   ; Move i (=9) to RAX
movabs  rdx, -3689348814741910323 ; Move some magic number to RDX (?)
mul     rdx                       ; Multiply 9 by magic number
mov     rax, rdx                  ; Take only the upper 64 bits of the …

乍一看,这个问题看起来像是如何检测整数溢出的重复？然而,它实际上是显着不同的.

我发现虽然检测无符号整数溢出非常简单,但在C/C++中检测带符号的溢出实际上比大多数人想象的要困难.

最明显但又天真的方式是这样的:

int add(int lhs, int rhs)
{
 int sum = lhs + rhs;
 if ((lhs >= 0 && sum < rhs) || (lhs < 0 && sum > rhs)) {
  /* an overflow has occurred */
  abort();
 }
 return sum; 
}

这个问题是根据C标准,有符号整数溢出是未定义的行为. 换句话说,根据标准,只要您甚至导致签名溢出,您的程序就像取消引用空指针一样无效.因此,您不能导致未定义的行为,然后尝试在事后检测溢出,如上面的后置条件检查示例.

尽管上面的检查很可能适用于许多编译器,但你不能指望它.实际上,因为C标准说未定义有符号整数溢出,所以一些编译器(如GCC)将在设置优化标志时优化上述检查,因为编译器假定有符号溢出是不可能的.这完全打破了检查溢出的尝试.

因此,检查溢出的另一种可能方法是:

int add(int lhs, int rhs)
{
 if (lhs >= 0 && rhs >= 0) {
  if (INT_MAX - lhs <= rhs) {
   /* overflow …

有(1):

// assume x,y are non-negative
if(x > max - y) error;

并且(2):

// assume x,y are non-negative
int sum = x + y;
if(sum < x || sum < y) error;

哪个是首选或有更好的方法.

使用GCC编译C程序的默认优化级别是-O0.根据GCC文档关闭所有优化.例如:

    gcc -O0 test.c 

但是,要检查-O0是否真的关闭了所有优化.我执行了这个命令:

    gcc -Q -O0 --help=optimizers 

在这里,我有点惊讶.我启用了大约50个选项.然后,我使用以下方法检查了传递给gcc的默认参数:

    gcc -v 

我懂了:

Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.8/lto-wrapper
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu 4.8.4-       
2ubuntu1~14.04' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-4.8/README.Bugs --      
enable-languages=c,c++,java,go,d,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --
program-suffix=-4.8 --enable-shared --enable-linker-build-id --
libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --with-
gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.8 --libdir=/usr/lib --enable-nls --with-
sysroot=/ --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-
time=yes --enable-gnu-unique-object --disable-libmudflap --enable-plugin --
with-system-zlib --disable-browser-plugin --enable-java-awt=gtk --enable-gtk-
cairo --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.8-amd64/jre --enable-
java-home --with-jvm-root-dir=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.8-amd64 --with-
jvm-jar-dir=/usr/lib/jvm-exports/java-1.5.0-gcj-4.8-amd64 --with-arch-
directory=amd64 --with-ecj-jar=/usr/share/java/eclipse-ecj.jar --enable-objc-
gc --enable-multiarch --disable-werror --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --
with-multilib-list=m32,m64,mx32 --with-tune=generic --enable-checking=release 
--build=x86_64-linux-gnu …

这是一个简单的C代码

#include <stdio.h>

int a = 5;

static int b = 20;

int main(){

 int c = 30;

 return 0;
}

编译为无需优化的组合:

    .section    __TEXT,__text,regular,pure_instructions
    .macosx_version_min 10, 13
    .globl  _main                   ## -- Begin function main
    .p2align    4, 0x90
_main:                                  ## @main
    .cfi_startproc
## %bb.0:
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset %rbp, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register %rbp
    xorl    %eax, %eax
    movl    $0, -4(%rbp)
    movl    $30, -8(%rbp)
    popq    %rbp
    retq
    .cfi_endproc
                                        ## -- End function
    .section    __DATA,__data
    .globl  _a                      ## @a
    .p2align    2 …