Question

即使C标准明确地认识到指向“刚刚经过”一个对象的地址可能偶然发生与等于“指向”另一个不相关的对象的地址相等的可能性，但gcc和clang似乎都基于这种假设如示例所示，观察到的指向任何一个对象的指针都不可能指向另一个对象：

#include <stdio.h>

int x[1],y[1];
int test1(int *p)
{
    y[0] = 1;
    if (p==x+1)
        *p = 2; // Note that assignment is to *p and not to x[1] !!!
    return y[0];
}
int test2(int *p)
{
    x[0] = 1;
    if (p==y+1)
        *p = 2; // Note that assignment is to *p and not to y[1] !!!
    return x[0];
}

int (*volatile test1a)(int *p) = test1;
int (*volatile test2a)(int *p) = test2;

int main(void) {
    int q;
    printf("%llX\n",(unsigned long long)y - (unsigned long long)x);
    q = test1a(y);
    printf(">> %d %d\n", y[0], q);
    q = test2a(x);
    printf(">> %d %d\n", x[0], q);
    return 0;
}

通过阅读《标准》，该程序在标记为>>的行上的有效输出将为>> 1 1或>> 2 2，但是ideone输出>> 2 1上的gcc为其中一行，从我可以看出clang生成的代码对另一行也是如此。

我很清楚p等于x[1]的事实并不意味着后一个表达式可用于访问与*p相同的对象（或位于全部，就此而言），但我不知道标准中的任何内容都禁止计算x+1以及结果指针与p之间的比较。我还知道没有任何东西会使这种比较使p无法用于访问其地址所在的对象。

是否存在对上述标准调用未定义行为或不需要从test1和test2返回的值的C标准的任何已发布或草稿版本的合理阅读？分别与y[0]或x[0]的最终值匹配，还是clang和gcc中的优化器设计用于处理不是标准的已发布或草稿版本的方言？

PS-根据标准草案N1570 6.5.9p6：

6当且仅当两个都是空指针，并且两个都是指向指针的指针时，两个指针比较相等相同的对象（包括指向对象和子对象开头的指针）或函数，两者都是指向同一数组对象最后一个元素之后的指针，或者一个为指针指向一个数组对象的末尾，另一个是指向另一个数组的开始的指针恰好紧跟地址中第一个数组对象的数组对象空间。

该标准并不以任何方式暗示x[]必须遵循y[]，反之亦然，但这似乎是在明确规定指针指向x的指针可能会与y进行比较并观察为相等。

Answer 1

不，这不是编译器错误。您的程序有未定义的行为。

在函数 test1 中，您将 p 与 x+1 进行比较，但 p==y 因此指针完全不相关，这会给您带来不确定的行为。编译器不需要为此发出警告。在这种情况下是不可能检测到的。

因此，两个函数中与 p 的比较结果可能为真，也可能不为真，但无法预测会发生什么，具体取决于内存布局。

编译器错误很少见，如果您认为自己发现了错误，请三思并寻找未定义的行为。

Answer 2

这确实是一个编译器错误。在大多数情况下，当p == x+i的某个指针p，数组x和整数i的值为true时，p必然指向一个x中的元素（或程序正在执行具有未定义行为的代码，在这种情况下，允许编译器假定p指向x中的元素）。如果p确实指向x中的元素，那么*p = 2;不能更改y[0]是正确的，因此编译器生成返回以下内容的代码是正确的最近分配给y[0]的1。这些线索表明，编译器已尝试进行优化，以通过比较的事实“了解” p。

当x+i指向数组x的末尾时，此推论失败。在C 2018 6.5.9 6中，该标准告诉我们，即使p指向与x无关的另一个对象，该比较也可能为true（但是恰好在内存中紧随其后）。编译器的推论应该更加有限。给定p+j == x+i，其中x是n个元素的数组，则评估为真的事实仅意味着p+k指向{ {1}}-x≤j <i + k-n。（在问题中，j = 1，i = 0和i = 0，这使0-1≤0 <1 + 0-1失败。）

（请注意，对于问题的情况，上述准则暗示j指向k的元素，因为0−1≤-1 <0成立，但我们知道p-1指向x，对指向p无效，但是使用它来访问y的行为未由标准定义，这意味着可以进行任何假设，包括x是p[-1]的元素。因此允许编译器使用该准则。）

这个gcc / clang过去一指针比较行为是符合标准还是非标准？

2 个答案: