このC関数は常にfalseを返す必要がありますが、そうではありません

昔、フォーラムで興味深い質問を見つけました。その答えを知りたいのですが。

次のC関数を考えます。

f1.c

#include <stdbool.h>

bool f1()
{
    int var1 = 1000;
    int var2 = 2000;
    int var3 = var1 + var2;
    return (var3 == 0) ? true : false;
}

これは常にfalseから戻るはずvar3 == 3000です。mainこの関数は次のようになります。

main.c

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

int main()
{
    printf( f1() == true ? "true\n" : "false\n");
    if( f1() )
    {
        printf("executed\n");
    }
    return 0;
}

f1()は常にを返すのでfalse、プログラムはfalseを1つだけ画面に出力すると予想します。しかし、コンパイルして実行すると、executedも表示されます。

$ gcc main.c f1.c -o test
$ ./test
false
executed

何故ですか？このコードには何らかの未定義の動作がありますか？

注：でコンパイルしましたgcc (Ubuntu 4.9.2-10ubuntu13) 4.9.2。

他の回答で述べたように、問題は、gccコンパイラオプションを設定せずに使用することです。これを行うと、デフォルトで「gnu90」と呼ばれるものに設定されます。これは、1990年に廃止された古いC90標準の非標準の実装です。

古いC90標準には、C言語に重大な欠陥がありました。関数を使用する前にプロトタイプを宣言しなかった場合、デフォルトでint func ()（ここで、( )「パラメーターを受け入れる」という意味になります）。これにより、関数の呼び出し規約がfunc変更されますが、実際の関数定義は変更されません。大き以来boolとint異なっている関数が呼び出されたときに、あなたのコードを呼び出すには、動作が未定義。

この危険なナンセンスな動作は、C99標準のリリースにより1999年に修正されました。暗黙的な関数宣言は禁止されました。

残念ながら、バージョン5.xxまでのGCCはデフォルトで古いC標準を使用しています。標準C以外のコードとしてコードをコンパイルする必要がある理由はおそらくないでしょう。そのため、25年以上前の非標準のGNUがらくたではなく、コードを最新のCコードとしてコンパイルするようにGCCに明示的に指示する必要があります。 。

プログラムを常に次のようにコンパイルして、問題を修正します。

gcc -std=c11 -pedantic-errors -Wall -Wextra

• -std=c11 （現在の）C標準（非公式にはC11として知られています）に従ってコンパイルする中途半端な試みを行うように指示します。
• -pedantic-errors 上記のことを真剣に行うように指示し、C標準に違反する不正なコードを記述した場合はコンパイラエラーを生成します。
• -Wall ということは私にいくつかの追加の警告を与えるのが良いかもしれないということです。
• -Wextra つまり、他にも警告を表示しておくとよいかもしれません。

f1()main.cで宣言されたプロトタイプがないため、暗黙的にとして定義されint f1()ています。つまり、未知の数の引数を取り、を返す関数ですint。

場合intとbool異なるサイズのものであり、これはになります未定義の動作。たとえば、私のマシンでintは、4バイトでbool1バイトです。関数はreturn として定義されているため、戻るboolときに1バイトをスタックに入れます。ただし、main.c から戻るように暗黙的に宣言されているためint、呼び出し元の関数はスタックから4バイトを読み取ろうとします。

gccのデフォルトのコンパイラオプションは、これを行っていることを通知しません。しかし、でコンパイルすると-Wall -Wextra、次のようになります。

main.c: In function ‘main’:
main.c:6: warning: implicit declaration of function ‘f1’

これを修正するにはf1、main.cの前にの宣言を追加しますmain。

bool f1(void);

引数リストが明示的にに設定されているためvoid、引数が不明であることを意味する空のパラメーターリストとは対照的に、関数は引数を取らないことをコンパイラーに伝えます。f1f1.c の定義もこれを反映するように変更する必要があります。

Lundinの優れた回答で言及されているサイズの不一致が実際にどこで発生するかを確認することは興味深いと思います。

でコンパイルすると--save-temps、表示できるアセンブリファイルが作成されます。ここでは一部だf1()し== 0、比較し、その値を返しますが：

cmpl    $0, -4(%rbp)
sete    %al

返却部分はsete %alです。Cのx86呼び出し規約では、4バイト以下の戻り値（intおよびを含むbool）がregisterを介して返され%eaxます。%alの最下位バイトです%eax。したがって、の上位3バイトは%eax制御されない状態のままになります。

現在main()：

call    f1
testl   %eax, %eax
je  .L2

どうか、このチェック全体のは%eax、それがint型のテストだと考えているので、ゼロです。

明示的な関数宣言を追加すると、次のように変更さmain()れます。

call    f1
testb   %al, %al
je  .L2

これが私たちの望みです。

次のようなコマンドでコンパイルしてください：

gcc -Wall -Wextra -Werror -std=gnu99 -o main.exe main.c

出力：

main.c: In function 'main':
main.c:14:5: error: implicit declaration of function 'f1' [-Werror=impl
icit-function-declaration]
     printf( f1() == true ? "true\n" : "false\n");
     ^
cc1.exe: all warnings being treated as errors

そのようなメッセージでは、それを修正するために何をすべきかを知っている必要があります。

編集：（削除済み）コメントを読んだ後、フラグなしでコードをコンパイルしようとしました。さて、これは私にコンパイラエラーの代わりにコンパイラ警告なしでリンカーエラーを引き起こしました。そして、それらのリンカエラーは理解するのがより難しいので、-std-gnu99必要でない場合でも、常に使用するようにして-Wall -Werrorください、それはあなたのお尻の多くの苦痛を節約します。