使用GCC / Clang`asm`构造

Question

免责声明：以下是纯粹的学术问题;我将此代码与任何生产系统保持至少100米的距离。这里提出的问题是在任何“现实生活”案件中都无法衡量的。

考虑以下代码（godbolt link）：

#include <stdlib.h>

typedef int (*func_t)(int *ptr); // functions must conform to this interface

extern int uses_the_ptr(int *ptr);
extern int doesnt_use_the_ptr(int *ptr);

int foo() {
    // actual selection is complex, there are multiple functions,
    // but I know `func` will point to a function that doesn't use the argument
    func_t func = doesnt_use_the_ptr;

    int *unused_ptr_arg = NULL; // I pay a zeroing (e.g. `xor reg reg`) in every compiler
    int *unused_ptr_arg; // UB, gcc zeroes (thanks for saving me from myself, gcc), clang doesn't
    int *unused_ptr_arg __attribute__((__unused__)); // Neither zeroing, nor UB, this is what I want

    return (*func)(unused_ptr_arg);
}

编译器没有合理的方法知道unused_ptr_arg是不需要的（因此归零是浪费时间），但我确实如此，所以我想通知编译器unused_ptr_arg可能有任何值，例如寄存器中的任何内容，用于将其传递给func。

有办法做到这一点吗？我知道我不在标准范围之内，所以我可以使用特定于编译器的扩展（特别是对于gcc和amp; clang）。

Answer 1

使用GCC / Clang`asm`构造

在GCC和Clang以及其他支持GCC扩展汇编语法的编译器中，您可以这样做：

int *unused_ptr_arg;
__asm__("" : "=x" (unused_ptr_arg));

return (*func)(unused_ptr_arg);

那个__asm__构造says“这里是一些汇编代码，此时要插入到程序中。它会在unused_ptr_arg的任何位置将结果写入x。“（""约束意味着编译器可以选择内存，处理器寄存器或机器支持的任何其他内容。）但实际装配代码为空（unused_ptr_arg）。因此，不会生成汇编代码，但编译器认为jmp已初始化。在用于x86-64的Clang 6.0.0和GCC 7.3（当前位于Compiler Explorer中的最新版本）中，这将生成xor而没有int *unused_ptr_arg; (void) &unused_ptr_arg; return (*func)(unused_ptr_arg);。

使用标准C

考虑一下：

(void) &unused_ptr_arg;

unused_ptr_arg的目的是取register的地址，即使地址未被使用。这会禁用C 2011 [N1570] 6.3.2.1中的规则，如果程序使用可能已使用register声明的自动存储持续时间的未初始化对象的值，则表示行为未定义。由于它的地址已被采用，因此无法使用jmp声明它，因此根据此规则使用该值不再是未定义的行为。

因此，该对象具有不确定的值。然后存在指针是否可能具有陷阱表示的问题。如果指针在正在使用的C实现中没有陷阱表示，则由于仅仅引用该值而不会发生陷阱，就像将其作为参数传递一样。

result with Clang 6.0.0 at Compiler Explorer是-Wall -Werror指令，没有设置参数寄存器，即使(void)被添加到编译器选项中也是如此。相反，如果删除//The submitted reference code $ref = $_POST['ref']; //The array added to the meta query $ref_query = array( 'meta_key' => 'reference_code', 'meta_value' => array($ref), 'meta_compare' => 'LIKE' );行，则会产生编译器错误。

Answer 2

int *unused_ptr_arg = NULL;

这就是你应该做的。你不需要支付任何费用。归零int是无操作。从技术上讲，它不是，但实际上它是。您永远不会在程序中看到此操作的时间。而且我并不是说它太小而你也不会注意到它。我的意思是它太小了，所以许多其他因素和操作的数量级要长一些都会“吞噬”它。

Answer 3

出于一个很好的理由，这在所有架构中实际上都不可能。

对函数的调用可能需要将其参数溢出到堆栈中，而在IA64中，将未初始化的寄存器溢出到堆栈可能会崩溃，因为寄存器的先前内容是加载的推测性负载一个未映射的地址。

Answer 4

为了防止每次unused_ptr_arg次出现归零的可能性，只需制作static int foo() { func_t func = doesnt_use_the_ptr; static int *unused_ptr_arg; return (*func)(unused_ptr_arg); }。

mysqli_connect("localhost","root","password","dbname");

是否有一种安全的方法来指定对象的值可能是未初始化的，因为它从未被使用过？

4 个答案:

使用GCC / Clang`asm`构造

使用标准C