c - 为什么 gcc 在一种情况下会警告 "assuming signed overflow"而在另一种情况下不会警告

Question

考虑以下代码:

$ cat o.c 
#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int absolute(int i) {
  int j = i < 0 ? -i : i;
  if (j<0)      /* This is line 6 */
    return 0;
  return j;
}

int main() {
  int i = 1;
  printf("%d %d\n", i, absolute(i));
  return 0;
}

用 -O2 编译它和 -Wstrict-overflow产生警告:

$ gcc -O2 -Wall -Wextra -Wstrict-overflow o.c 
o.c: In function ‘absolute’:
o.c:6:6: warning: assuming signed overflow does not occur when simplifying comparison of absolute value and zero [-Wstrict-overflow]

现在考虑以下在功能上与上述代码等效的代码:

$ cat p.c 
#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main() {
  int i = 1;
  int j = i < 0 ? -i : i;
  if (j<0) // Changing i to INT_MIN above and changing (j<0) to (j>INT_MAX)
           // doesn't change the behavior
    j=0;
  printf("%d %d\n", i, j);
  return 0;
}

使用相同的选项编译它不会导致任何警告。

$ gcc -O2 -Wall -Wextra -Wstrict-overflow p.c 
$

如第二个代码中所述，将赋值更改为 i=INT_MIN;条件为 (j>INT_MAX)也不警告。

我在 Ubuntu 上使用 gcc 4.7.2:

$ gcc --version
gcc (Ubuntu/Linaro 4.7.2-2ubuntu1) 4.7.2

我无法弄清楚这两种情况的区别。它与优化有关还是 gcc 在这里表现不佳？

Answer 1

从编译器用于优化的过程内分析的角度来看，这两个片段是不同的。

在第一个中，GCC 知道并告诉你它将编译函数 absolute()如果您认为有符号溢出总是产生二进制补码结果(它不会。Signed overflow is undefined behavior 。GCC 可以选择它希望对 absolute() 的输入的任何行为，从而导致有符号溢出。在在这种情况下，编译器将删除 if (j<0) … 作为死代码，这是定义输入的正确行为)

在第二个片段中，不存在这种可能的误解，因为 -i永不溢出(因为 i 可以看作是 1，只有局部值分析)。函数的所有行为都已定义，GCC 和程序员之间没有分歧，也没有发出警告的理由。

然后，GCC 不会对 i=INT_MIN; 发出警告。 .这可能是由应用通行证的顺序引起的。我敢打赌，首先应用了一个常量传播 channel ，因此条件 j<0 的值(*)在应用发出警告的复杂优化 channel 时已经计算过。后一 channel 看不到比较，因此没有理由发出警告。

如果你希望有符号溢出总是产生二进制补码结果，你可以使用 gcc -fwrapv -fno-strict-overflow . Ian Lance Taylor 在他的帖子中提到了这些选项，但他没有说明为什么在已经有一个应该完成这项工作的情况下，为什么需要第二个选项才能真正让 GCC 正常运行。使用这些选项应该使警告“假设没有发生签名溢出”消失。

(*) 我应该坚持这是一个 条件的值。同样，编译器可以选择它想要的任何值，因为计算 -INT_MIN在此架构上是未定义的行为。恒定传播 channel 可以应用二进制补码，但不是必须的。