c++ - GCC pragma 在源文件中添加/删除编译器选项

Question

我开发了一个跨平台的库，它充分利用了 type-punning在套接字通信中。这个库已经在许多项目中使用，其中一些我可能不知道。

不正确地使用这个库会导致危险的未定义行为。我想尽我所能确保正确使用此库。

当然，除了文档，在 G++ 下，我知道最好的方法是使用 -fstrict_aliasing 和 -Wstrict-aliasing 选项。

在 GCC 下有没有办法在源文件级别应用这些选项？

换句话说，我想写如下内容:

MyFancyLib.h

#ifndef MY_FANCY_LIB_H
#define MY_FANCY_LIB_H

#pragma (something that pushes the current compiler options)
#pragma (something to set -fstrict_aliasing and -Wstrict-aliasing)

// ... my stuff ...

#pragma (something to pop the compiler options)

#endif

有办法吗？

Answer 1

让我们从我认为是错误的前提开始:

Using this library incorrectly can result in dangerously Undefined Behavior. I would like to ensure to the best of my ability that this library is being used properly.

如果您的库以 -fstrict-aliasing 中断的方式进行类型双关，那么根据 C++ 标准，它具有未定义的行为无论传递什么编译器标志 .该程序在使用特定标志(特别是 -fno-strict-aliasing)编译时似乎适用于特定编译器这一事实并没有改变这一点。

因此，最好的解决办法是按照 Florian 所说:更改代码，使其符合 C++ 语言规范。在您这样做之前，您将永远如履薄冰。

“是的，是的”，你说，“但在那之前，我能做些什么来缓解这个问题？”

我建议包括 run-time check ，在库初始化期间使用，以检测以导致其行为异常的方式编译的情况。例如:

// Given two pointers to the *same* address, return 1 if the compiler
// is behaving as if -fstrict-aliasing is specified, and 0 if not.
//
// Based on https://blog.regehr.org/archives/959 .
static int sae_helper(int *h, long *k)
{
  // Write a 1.
  *h = 1;

  // Overwrite it with all zeroes using a pointer with a different type.
  // With naive semantics, '*h' is now 0.  But when -fstrict-aliasing is
  // enabled, the compiler will think 'h' and 'k' point to different
  // memory locations ...
  *k = 0;

  // ... and therefore will optimize this read as 1.
  return *h;
}

int strict_aliasing_enabled()
{
  long k = 0;

  // Undefined behavior!  But we're only doing this because other
  // code in the library also has undefined behavior, and we want
  // to predict how that code will behave.
  return sae_helper((int*)&k, &k);
}

(以上是 C 而不是 C++，只是为了方便两种语言的使用。)

现在在您的初始化例程中，调用 strict_aliasing_enabled()，如果它返回 1，则立即退出并显示一条错误消息，指出库编译不正确。这将有助于保护最终用户免受不当行为的影响，并提醒客户端程序的开发人员他们需要修复他们的构建。

我已经用 gcc-5.4.0 和 clang-8.0.1 测试了这段代码。传递 -O2 时，strict_aliasing_enabled() 返回 1。传递 -O2 -fno-strict-aliasing 时，该函数返回 0。

但是让我再次强调:我的代码有未定义行为!不能(可以)保证它会起作用。符合标准的 C++ 编译器可以将其编译成返回 0、崩溃或启动 Global Thermonuclear War 的代码。 !如果您需要 -fno-strict-aliasing 以使其按预期运行，那么您可能已经在库中的其他地方使用的代码也是如此。