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[閒聊] 令人驚訝的未定義行為例子

看板C_and_CPP (C/C++)作者 (xXx_5354M3_31M0_xXx)時間2年前 (2022/04/26 11:33), 編輯推噓9(9推 0噓 19→)
留言28則, 13人參與, 最新討論串1/1
原文： https://mohitmv.github.io/blog/Shocking-Undefined-Behaviour-In-Action/ 看到一篇 C++ 未定義行為的簡單例子分享一下 簡單的有限迴圈變成無窮迴圈 1. #include <iostream> 2. 3. int main() { 4. char buf[50] = "y"; 5. for (int j = 0; j < 9; ++j) { 6. std::cout << (j * 0x20000001) << std::endl; 7. if (buf[0] == 'x') break; 8. } 9. } 編譯器： GCC 11.1.0 編譯選項： -Wall -Wextra -std=c++17 -pedantic-errors https://wandbox.org/permlink/h1zB3mYSD3pCHiIV 使用以上編譯選項程式印出 9 次數字後就會正常結束 但是最佳化(-O2 或是 -O3)後執行會變成無窮迴圈 這是因為段程式碼有未定義行為(signed integer overflow) 由於編譯器在最佳化時可以假設 signed integer overflow 不會發生 編譯器會先將程式碼轉換為 1. for (int p = 0; p < 9 * 0x20000001; p += 0x20000001) { 2. std::cout << p << std::endl; 3. if (buf[0] == 'x') break; 4. } 接著把" p < 9 * 0x20000001 " 簡化為 true 因為 4,831,838,217 (9*0x20000001) 比 p 可能的最大值 INT_MAX 還大 所以結果永遠為 true 程式碼因此變成 1. for (int p = 0; true; p+=0x20000001) { 2. std::cout << p << std::endl; 3. if (buf[0] == 'x') break; 4. } 而形成無窮迴圈 -- https://i.imgur.com/kCK9K0T.jpg
-- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 125.228.71.204 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/C_and_CPP/M.1650944021.A.3AA.html
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04/26 12:31, 2年前 , 1F
原來 loop 優化會這樣做喔！(◎_◎;)
04/26 12:31, 1F
推
04/26 14:55, 2年前 , 2F
感謝分享
04/26 14:55, 2F
推
04/27 00:54, 2年前 , 3F
有趣！感謝分享～
04/27 00:54, 3F
推
04/28 08:13, 2年前 , 4F
推～～感謝分享
04/28 08:13, 4F
推
04/28 10:01, 2年前 , 5F
一直很不理解這種"優化"道理何在
04/28 10:01, 5F
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04/28 10:33, 2年前 , 6F
用常數先算好 把乘法拔掉而已
04/28 10:33, 6F
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04/28 10:34, 2年前 , 7F
應該先講拔常數乘法 再講overflow 會比較順？
04/28 10:34, 7F
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04/28 10:34, 2年前 , 8F
原po的寫法會讓人覺得編譯器在衝三小XD
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04/28 10:42, 2年前 , 9F
我也覺得怪怪的，可是如果直接把p < 9*0x20000001
04/28 10:42, 9F
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04/28 10:44, 2年前 , 10F
寫在 loop 條件裡編譯器會報 -Woverflow 警告，
04/28 10:44, 10F
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04/28 10:44, 2年前 , 11F
所以它最佳化的方法滿有它在銃三小的感覺
04/28 10:44, 11F
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04/28 19:51, 2年前 , 12F
真的是衝三小耶
04/28 19:51, 12F
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04/29 08:29, 2年前 , 13F
這是 -faggressive-loop-optimizations 在 cunroll 做的
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04/29 08:30, 2年前 , 14F
事情，其實不用 -O3，用 -O1 編譯就看得見了，還會有警告
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04/29 08:32, 2年前 , 15F
，有興趣的可以編譯時下 -fdump-tree-all-details 然後看
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04/29 08:32, 2年前 , 16F
產生出來的 <file>.169t.cunroll 在做什麼，參考它前一步
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04/29 08:33, 2年前 , 17F
<file>.156t.copyprop3 的輸出做前後比對。
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推
05/03 15:50, , 18F
@CaptainH 應該是典型的 induction variable elimination
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05/03 15:50, , 19F
跟其他最佳化互動造成的意外
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05/03 15:52, , 20F
畢竟程式原本沒有 undefined behavior 的話, 那換不換都
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05/03 15:52, , 21F
不應該造成意外的結果. 所以產生意外的互動只能怪程式
05/03 15:52, 21F
推
05/08 20:01, , 22F
有UB就是程式有問題，所以會有什麼結果都不奇怪
05/08 20:01, 22F
推
05/15 20:31, , 23F
所以都要 cpplint & cppcheck 過才能上，用cppchec
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05/15 20:31, , 24F
k就抓出來了。
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推
05/25 10:55, , 25F
不知道這例子 把p宣告為volatile int有沒有幫助
05/25 10:55, 25F
推
05/25 18:18, , 26F
volatile 管的東西跟這個完全無關, 這並不是存取最佳化
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而是計算上的最佳化, 加上一些因為 UB 而有的假設出現的
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05/25 18:19, , 28F
再提一次: UB = 編譯器可以方便行事, 假設不會有 UB
05/25 18:19, 28F
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