程序员的错误或gcc-5.1.0错误？

时间：2015-07-20 13:27:33

标签： c++ templates gcc optimization gcc-warning

我尝试使用带有优化标志-O1 / -O2 / -O3 / -Og的gcc-5.1.0来编译一大块软件。它给了我警告-Wmaybe-uninitialized或-Wuninitialized并在运行时失败。调试后我找到了导致它的代码，但是我无法理解为什么。我减少了代码以重现失败：

#include <cstdlib>
#include <iostream>

template<class T>
struct foo {
    template<class U>
    char bar(const U &x) {
        //return id(x)[0];
        const T &y = id(x);
        return y[0];
    }

    const T &id(const T &elem) {
        return elem;
    }
};

int main(void) {
    foo<const char *> f;
    char *str = "hello world";
    //std::cout << f.bar((const char *)str) << std::endl;
    std::cout << f.bar(str) << std::endl;
    return 0;
}

gcc-5.1.0发出以下警告：

g++ -Og -Wall -Wextra -Wno-write-strings    test.cpp   -o test
test.cpp: In function ‘int main()’:
test.cpp:10:19: warning: ‘<anonymous>’ is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]
         return y[0];
                   ^
test.cpp:9:24: note: ‘<anonymous>’ was declared here
         const T &y = id(x);
                        ^

程序在运行时收到SIGSEGV并崩溃。由于优化很难调试，但在使用代码后我认为问题是const T &y = id(x);将NULL分配给y。 （通过将return y[0];替换为只返回y[0]的函数调用来计算出来。）我目前无法使用其他版本的gcc测试代码，但是派生示例的代码在用gcc-4.9.2编译。当与clang-3.6.1混合使用时，它也适用于任何优化级别。 我的下一步是试图弄清楚导致它的确切优化是什么，所以我在makefile中放入了我能够找到的所有gcc的优化标志，但它在没有警告的情况下编译，并且在运行时不会崩溃。 / p>

我的问题是：

  • C ++代码是否正确？
  • 这是gcc-5.1.0中已知/未知的错误吗？
  • 我是否正确理解，在上面的示例T = [const char *]; U = [char *]中，当我写const T &y = id(x);时，x从char *隐式转换为const char * y是对const char *的持续引用？
  • 如果模板错误，那么确切的错误是什么？
  • 如何确定导致它的确切优化标志是什么？

注意：取消注释任何注释行都会修复程序。

$ g++ -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=g++
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-unknown-linux-gnu/5.1.0/lto-wrapper
Target: x86_64-unknown-linux-gnu
Configured with: /build/gcc-multilib/src/gcc-5-20150623/configure --prefix=/usr --libdir=/usr/lib --libexecdir=/usr/lib --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --with-bugurl=https://bugs.archlinux.org/ --enable-languages=c,c++,ada,fortran,go,lto,objc,obj-c++ --enable-shared --enable-threads=posix --enable-libmpx --with-system-zlib --with-isl --enable-__cxa_atexit --disable-libunwind-exceptions --enable-clocale=gnu --disable-libstdcxx-pch --disable-libssp --enable-gnu-unique-object --enable-linker-build-id --enable-lto --enable-plugin --enable-install-libiberty --with-linker-hash-style=gnu --enable-gnu-indirect-function --enable-multilib --disable-werror --enable-checking=release --with-default-libstdcxx-abi=c++98
Thread model: posix
gcc version 5.1.0 (GCC)

我试过gcc的优化标志：

-falign-functions -falign-jumps -falign-labels -falign-loops -fassociative-math
-fauto-inc-dec -fbranch-count-reg -fbranch-probabilities -fbranch-target-load-optimize
-fbranch-target-load-optimize2 -fbtr-bb-exclusive -fcaller-saves -fcheck-data-deps -fcheck-new
-fcombine-stack-adjustments -fcompare-elim -fconserve-stack -fcprop-registers -fcrossjumping
-fcse-follow-jumps -fcse-skip-blocks -fcx-fortran-rules -fcx-limited-range -fdata-sections
-fdce -fdefer-pop -fdelete-null-pointer-checks -fdevirtualize -fdevirtualize-speculatively
-fdse -fearly-inlining -fexpensive-optimizations -fext-numeric-literals -ffast-math
-ffinite-math-only -ffloat-store -ffor-scope -fforward-propagate -ffriend-injection
-ffunction-sections -fgcse -fgcse-after-reload -fgcse-las -fgcse-lm -fgcse-sm -fguess-branch-probability
-fhoist-adjacent-loads -fif-conversion -fif-conversion2 -findirect-inlining -finline-functions
-finline-functions-called-once -finline-small-functions -fipa-cp -fipa-cp-alignment -fipa-cp-clone
-fipa-icf -fipa-matrix-reorg -fipa-profile -fipa-pta -fipa-pure-const -fipa-ra -fipa-reference
-fipa-sra -fipa-struct-reorg -fisolate-erroneous-paths-dereference -fivopts -fkeep-inline-functions
-fkeep-static-consts -floop-block -floop-interchange -floop-strip-mine -flra-remat -fmerge-all-constants
-fmerge-constants -fmodulo-sched -fmodulo-sched-allow-regmoves -fmove-loop-invariants -fms-extensions
-fnothrow-opt -fomit-frame-pointer -foptimize-register-move -foptimize-sibling-calls -foptimize-strlen
-fpartial-inlining -fpeel-loops -fpeephole2 -fpermissive -fpredictive-commoning -fprefetch-loop-arrays
-fprofile-correction -fprofile-generate -fprofile-use -fprofile-values -freciprocal-math -fregmove
-frename-registers -freorder-blocks -freorder-blocks-and-partition -freorder-functions -frerun-cse-after-loop
-freschedule-modulo-scheduled-loops -frounding-math -fsched-interblock -fsched-spec -fsched-spec-load
-fsched-spec-load-dangerous -fsched-stalled-insns -fsched-stalled-insns-dep -fsched2-use-superblocks
-fsched2-use-traces -fschedule-insns -fschedule-insns2 -fsee -fsel-sched-pipelining
-fsel-sched-pipelining-outer-loops -fselective-scheduling -fselective-scheduling2 -fshrink-wrap
-fsignaling-nans -fsingle-precision-constant -fsized-deallocation -fsplit-ivs-in-unroller
-fsplit-wide-types -fssa-phiopt -fstack-protector -fstack-protector-all -fstrict-aliasing
-fstrict-overflow -fthread-jumps -ftracer -ftree-bit-ccp -ftree-builtin-call-dce -ftree-ccp
-ftree-ch -ftree-coalesce-vars -ftree-copy-prop -ftree-copyrename -ftree-dce -ftree-dominator-opts
-ftree-dse -ftree-forwprop -ftree-fre -ftree-loop-distribute-patterns -ftree-loop-distribution
-ftree-loop-im -ftree-loop-ivcanon -ftree-loop-linear -ftree-loop-optimize -ftree-loop-vectorize
-ftree-partial-pre -ftree-phiprop -ftree-pre -ftree-pta -ftree-reassoc -ftree-sink -ftree-slp-vectorize
-ftree-slsr -ftree-sra -ftree-switch-conversion -ftree-tail-merge -ftree-ter -ftree-vect-loop-version
-ftree-vectorize -ftree-vrp -funit-at-a-time -funroll-all-loops -funroll-loops -funsafe-loop-optimizations
-funsafe-math-optimizations -funswitch-loops -fuse-cxa-atexit -fvariable-expansion-in-unroller
-fvect-cost-model -fvisibility-inlines-hidden -fvisibility-ms-compat -fvpt -fvtv-counts -fvtv-debug
-fweb -fwhole-program

1 个答案:

答案 0 :(得分：11)

您的字符串文字（非法）绑定到char*：

char *str = "hello world";

这是C的剩余转换，自C ++ 98（或C ++ 03？）以来已被弃用，并已在C ++ 11中删除。 gcc仍然允许它作为扩展，就像clang ++。

当您致电f.bar(str)时，会推断U == char*，因此其功能参数类型变为char* const&。

using U = char*;
template<>
char bar(const U &x) { // char* const& x
    const T &y = id(x);
    return y[0];
}

但是，您已使用模板参数f实例化char const*，因此id的函数参数类型为char const* const&：

const T &id(const T &elem) { // char const* const& elem
    return elem;
}

因此，id(x)中的bar句必须从char*转换为char const*，这会创建一个临时的。此临时值持续到完整表达式const T& y = id(x);结束，因此会创建悬挂引用y。

基本上，您的一个假设是不正确/不完整的：

  

我是否正确理解，在上面的示例T = [const char*]; U = [char *]中，当我写const T &y = id(x);时，x从char *隐式转换为const char *而y是一个   恒定引用const char *？

T const*和T*类型与参考兼容。有关详细信息，请参阅[dcl.init.ref]。但是，T*可以转换为T const*，因此会创建临时值并绑定到T const*&。这类似于：

int i = 42;
double const& d = i; // creates a temporary double and binds it to d

这是所有引用不兼容类型的行为，其中源可以隐式转换为目标类型（保存具有转换函数/运算符的类类型）。

为什么T const*和T*不兼容？同样的推理适用于T const** vs T**，这也是不兼容的。这可以防止出现细微错误，请参阅https://stackoverflow.com/a/2908332/

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