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akryukov
Asked: 2024-10-26 03:48:56 +0800 CST

从版本 11 开始，GCC 出现虚假“可能未初始化使用”警告

  • 772

在我们的代码库中，我们的代码可以归结为以下内容（尝试使用动态堆栈分配而不是堆分配）：

#include <memory>
#include <alloca.h>

void f(long long const* data, size_t len);

void h(int const* data, size_t len)
{
  std::unique_ptr<char[]> heapBuff;

  auto nbytes = len * sizeof(long long);
  long long* arr;                                                 
  if (nbytes <= 1024) {                          
    arr = reinterpret_cast<long long*>(alloca(nbytes));
  }
  else {
    heapBuff.reset(new char[nbytes]);
    arr = reinterpret_cast<long long*>(heapBuff.get());
  }

  for (size_t i=0; i < len; ++i)
    arr[i]=data[i];

  f(arr, len);
}

（编译器资源管理器中的完整示例），从版本 11 开始，GCC中的编译结果会出现“可能使用未初始化”警告。

/app/h.cpp: In function 'void h(const int*, size_t)':
/app/h.cpp:23:4: warning: 'arr' may be used uninitialized [-Wmaybe-uninitialized]
   23 |   f(arr, len);
      |   ~^~~~~~~~~~
In file included from /app/h.cpp:2:
/app/f.hpp:4:6: note: by argument 1 of type 'const long long int*' to 'void f(const long long int*, size_t)' declared here
    4 | void f(long long const* data, size_t len);
      |      ^

Clang 或更早版本的 GCC 不会产生此警告。
在我看来，没有导致arr指针未初始化的路径，并且代码非常简单，编译器应该可以轻松找出原因。我是不是漏掉了什么？
有一点很奇怪，用 替换alloca()不会malloc()影响警告，但用一些非内联void* allocate(size_t)函数替换 会消除警告。

c++

1 个回答

  1. Best Answer

    首先，我发现代码中有六个小问题：

    1. 从技术上讲，new char[nbytes]无法隐式创建嵌套在数组long long中的对象数组char。因此，通过的结果进行访问具有未定义的行为。这可以通过替换为或reinterpret_cast<long long*>来轻松解决。在这两种情况下，启动该类型数组的生命周期也会隐式创建嵌套在数组中的对象（隐式生命周期类型）。charunsigned charstd::byte

    2. std::unique_ptr::get将返回指向第一个数组元素的指针，而不是指向任何嵌套long long对象的指针（假设任何对象都是隐式创建的）。因此，您需要std::launder在之后进行额外的调用reinterpret_cast。（目前有一项提议是更改标准，以便launder不再需要此调用。）

    3. 目前尚不清楚它是否alloca也隐式创建了对象。由于这是一个非标准函数，标准显然对此没有任何说明，我怀疑任何文档都会对此做出判断。然而，在实践中，对我来说唯一有意义的行为是它确实隐式创建了对象。据推测它还会返回指向这种隐式创建的对象的指针。

    4. len * sizeof(long long)当精确结果大于 的最大可表示值时， 可能会回绕size_t。在这种情况下，在循环中，arr[i]=data[i]最终将访问arr越界，从而导致未定义的行为。

    5. 由于alloca不是标准化的，因此它不会返回与 适当对齐的内存long long。GCC文档说__builtin_alloca内存将与 对齐__BIGGEST_ALIGNMENT__，这应该足够大以存储所有非过度对齐的类型。

    6. 同样，由于alloca没有标准化，因此如果大小参数为，则返回什么并不明显0。不幸的是，GCC 文档__builtin_alloca没有说明。从我的测试来看，似乎返回了堆栈指针，尽管尝试从函数返回指针时出现了一些不寻常的行为。

    但是，我看不出它与 GCC 发出的警告有任何关联。即使将示例简化为

    void* arr = alloca(10);
f(arr, 0);

    GCC 仍然抱怨（https://godbolt.org/z/vhnr3EaMr）。

    有趣的是，如果你将任何东西存储到内存中，那么 GCC 就会停止抱怨（https://godbolt.org/z/x31Gacdrb）。

    所以我怀疑 GCC 并不满意len == 0无法向分配的（零大小）内存写入任何内容的情况。对此的一个迹象是，添加早期返回len == 0可以消除警告。

    我认为警告检查是否有内容写入内存的原因是您将它作为const指针传递，这表明该函数f将（仅）从内存中读取。如果没有内容写入其中，则无法从中读取任何内容。如果将参数设为非-，则const警告也会消失。

    • 4

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