Question

每7.5，

[errno]扩展为具有int类型的可修改的lvalue175，其值由多个库函数设置为正错误号。未指定errno是宏还是使用外部链接声明的标识符。如果为了访问实际对象而禁止宏定义，或者程序定义名为errno的标识符，则行为是未定义的。

175）宏errno不必是对象的标识符。它可能会扩展为函数调用产生的可修改的左值（例如，* errno（））。

我不清楚这是否足以要求&errno不是约束违规。 C语言有左值（例如寄存器存储类变量;但是这些变量只能是自动的，因此errno无法定义为&运算符违反约束。） p>

如果&errno是合法的C，是否需要保持不变？

Answer 1

所以§6.5.3.2p1指定

一元＆amp;的操作数运算符应该是函数指示符，[]或一元*运算符的结果，或者是一个左值，它指定一个不是位字段的对象，并且不用寄存器存储类说明符声明。

我认为可以理解为&lvalue适用于不属于这两个类别的任何左值。正如您所提到的，errno不能使用寄存器存储类说明符声明，并且我认为（尽管现在不追逐引用检查）您不能拥有类型为plain {的位域。 {1}}

所以我认为规范要求int是合法的C.

如果＆amp; errno是合法的C，是否需要保持不变？

据我了解，允许&(errno)成为宏（以及它在例如glibc中的原因）的一部分原因是允许它作为线程局部存储的引用，在这种情况下它肯定不会在线程之间保持不变。我没有理由认为它必须是不变的。只要errno的值保留了指定的语义，我就认为不正确的C库无法在程序过程中更改errno以引用不同的内存地址 - 例如每次设置&errno时，都可以通过释放和重新分配后备存储。

您可以想象维护一个由库设置的最后N个errno值的环形缓冲区，并且errno总是指向最新的。我不认为它会特别有用，但我看不出它违反规范的方式。

Answer 2

我很惊讶没有人引用C11 spec。为长报价道歉，但我认为这是相关的。

7.5错误

标题定义了几个宏......

...和

errno

扩展为具有类型int和线程本地的可修改左值（201）   存储持续时间，其值设置为正误差数   几个库函数。如果一个   禁止宏定义以访问实际对象，或   程序定义名称为errno的标识符，行为为   未定义。

初始线程中errno的值为零   程序启动（其他线程中errno的初始值是   不确定值），但永远不会被任何库设置为零   函数。（202）errno的值可以由库设置为非零   函数调用是否有错误，提供使用   errno未记录在此函数的描述中   国际标准。

（201）宏errno不必是对象的标识符。它可能扩展到a   由函数调用产生的可修改左值（例如，*errno()）。

（202）因此，使用errno进行错误检查的程序应该在a之前将其设置为零   库函数调用，然后在后续库函数调用之前检查它。的   当然，库函数可以在输入时保存errno的值，然后将其设置为零，   只要原始值恢复，如果errno的值在...之前仍然为零   返回。

＆＃34;线程本地＆＃34;意味着register已经出局。类型int表示位域已用完（IMO）。所以&errno看起来合法。

持续使用像＆＃34;它＆＃34;和＆＃34; 值＆＃34;表明该标准的作者没有考虑&errno是非常数的。我想人们可以想象&errno在特定线程中不是常量的实现，但是要按照脚注所说的方式使用（设置为零，然后在调用库函数后检查），它必须是故意的对抗性，并且可能需要专门的编译器支持才能具有对抗性。

简而言之，如果规范确实允许非常数&errno，我认为这不是故意的。

[更新]

R上。在评论中提出了一个很好的问题。在考虑之后，我相信我现在知道他的问题和原始问题的正确答案。亲爱的读者，让我看看能不能说服你。

R上。指出GCC在顶层允许这样的事情：

register int errno asm ("r37");  // line R

这会将errno声明为注册r37中的全局值。显然，它将是一个线程局部可修改的左值。那么，符合标准的C实现是否可以像这样声明errno？

答案是否。当您或我使用＆＃34;声明＆＃34;时，我们通常会考虑口语和直观的概念。但是标准并不是口语或直觉;它说正好，它的目的只是使用明确定义的术语。在＆＃34;声明＆＃34;的情况下，标准本身定义了术语;当它使用该术语时，它使用自己的定义。

通过阅读规范，您可以准确地了解＆＃34;声明＆＃34;确切地说它是不是。换句话说，该标准描述了语言＆＃34; C＆＃34;。它没有描述＆＃34;某些语言不是C＆＃34;。就标准而言，＆＃34; C与扩展＆＃34;只是＆＃34;某些语言不是C＆＃34;。

因此，从标准的角度来看，R 行根本不是声明。它甚至没有解析！不妨阅读：

long long long __Foo_e!r!r!n!o()blurfl??/**

就规范而言，这同样是一个＆＃34;声明＆＃34;如R行;即，根本不是。

因此，当C11规范说，在6.5.3.2节中：

一元&运算符的操作数应该是一个函数指示符，[]或一元*运算符的结果，或者是左值指定一个不是bit-fi字段且未声明的对象寄存器存储类指定器。

...这意味着非常精确的不指的是像Line R这样的东西。

现在，考虑int引用的errno 对象的声明。（注意：我并不是指errno 名称的声明，因为如果errno是一个宏，我当然可能没有这样的声明。我的意思是声明基础int对象。）

上面的语言说你可以取一个左值的地址，除非它指定一个位字段或者指定一个对象＆＃34;声明＆＃34; register。底层errno对象的规范表明它是一个可修改的int左值，具有线程局部持续时间。

现在，规范确实没有说明底层errno对象必须被声明。也许它只是通过一些实现定义的编译器魔术出现。但同样，当规范声明＆＃34;用寄存器存储类说明符＆＃34;声明时，它使用自己的术语。

因此，基础errno对象是＆＃34;声明＆＃34;在标准意义上，在这种情况下，它不能同时是register和线程本地的;或者它未被声明，在这种情况下它不会被声明为register。无论哪种方式，因为它是一个左值，你可以拿它的地址。

（除非它是一个位字段，但我认为我们同意位字段不是int类型的对象。）

Answer 3

errno的原始实现是一个全局int变量，如果遇到错误，各种标准C库组件用于指示错误值。然而，即使在那些日子里，我必须要小心reentrant code或者在处理错误时可以将errno设置为不同的值的库函数调用。通常，如果由于某些其他函数或代码片段明确地或通过库函数调用设置errno的值而需要任何长度的错误代码，则可以将值保存在临时变量中

因此，使用全局int的这个原始实现，使用运算符的地址并根据地址保持不变几乎内置于库的结构中。

然而，对于多线程，不再存在单个全局，因为具有单个全局不是线程安全的。所以让thread local storage使用一个返回指向已分配区域的指针的函数的想法。所以你可能会看到一个类似于以下完全虚构的例子的构造：

#define errno (*myErrno())

typedef struct {
    // various memory areas for thread local stuff
    int  myErrNo;
    // more memory areas for thread local stuff
} ThreadLocalData;

ThreadLocalData *getMyThreadData () {
    ThreadLocalData *pThreadData = 0;   // placeholder for the real thing
    // locate the thread local data for the current thread through some means
    // then return a pointer to this thread's local data for the C run time
    return pThreadData;
}

int *myErrno () {
    return &(getMyThreadData()->myErrNo);
}

然后errno将被errno = 0;用作单个全局而不是线程安全的int变量，或者像if (errno == 22) { // handle the error那样检查它，甚至像int *pErrno = &errno;之类的东西。这一切都有效，因为最后线程本地数据区域被分配并保持放置并且没有移动，使errno看起来像extern int的宏定义隐藏了其实际实现的管道。 / p>

我们不想要的一件事是在我们访问该值时，errno的地址突然在线程的时间片与某种动态分配，克隆，删除序列之间转换。当你的时间片结束时，它会启动，除非你有某种同步或者某种方式在你的时间片到期后保持CPU，让线程局部区域移动对我来说似乎是一个非常冒险的命题。

这反过来暗示您可以依赖运算符的地址为特定线程提供常量值，尽管常量值在线程之间会有所不同。我可以使用errno的地址看到库，以减少每次调用库函数时进行某种线程本地查找的开销。

在线程中将errno的地址保持为常量还提供了与使用errno.h包含文件的旧源代码的向后兼容性（请参阅此man page from linux for errno明确警告不要像过去常见的那样使用extern int errno;。

我读取标准的方式是允许这种线程本地存储，同时在使用extern int errno;时保持与旧errno类似的语义和语法，并允许旧的用法某种不支持多线程的嵌入式设备的交叉编译器。但是，由于使用宏定义，语法可能类似，因此不应使用旧样式快捷方式声明，因为该声明不是实际的errno真实的。

Answer 4

我们可以找到一个反例：因为位字段可以具有类型int，errno可以是位字段。在这种情况下，&errno将无效。标准的行为在这里并没有明确表示你可以编写&errno，因此未定义行为的定义适用于此。

C11（n1570），§4。一致性
本国际中另有说明了未定义的行为标准用“未定义的行为”或“遗漏任何行为” 行为的明确定义。

Answer 5

这似乎是&errno违反约束的有效实现：

struct __errno_struct {
    signed int __val:12;
} *__errno_location(void);

#define errno (__errno_location()->__val)

所以我认为答案可能不是......

＆amp; errno合法C？

5 个答案: