严格别名规则“-fstrict-aliasing”和“-fno-strict-aliasing”及类型双关

“-fstrict-aliasing”表示启用严格别名规则，“-fno-strict-aliasing”表示禁用严格别名规则，当gcc的编译优化参数为“-O2”、“-O3”和“-Os”时，默认会打开“-fstrict-aliasing”。

什么是严格别名规则？gcc对严格别名的定义：

In particular, an object of one type is assumed never to reside at the same address as an object of a different type, unless the types are almost the same.

即，编译器假定相同的内存地址绝不会存放不同类型的数据，否则即破坏了严格别名规则。

别名的定义可理解为：同一内存地址有不同的名称，比如：

int m = 0x20190101;

int* p1 = &m;

int *p2 = &m;

int *p3 = p2;

int n = m;

这里“&m”、“p1”、“p2”和“p3”均是同一内存地址的别名，但n不是，因此涉及严格别名，是和指针相关的。

下列代码，如果使用“-O2”、“-O3”或“-Os”编译，并且加不“-fno-strict-aliasing”，则“*s”的结果是未定义的，不同的编译器可能产生不同的结果，即使同一编译器也可能运行时结果不尽相同：

#include <stdio.h>

int main() {

int m = 0x12345678;

short* s = (short*)&m; // 使用C++的方式也不可：short* s = reinterpret_cast<short*>(&m);

printf("%x\n", *s);

return 0;

}

gcc-4.1.2上运行情况，可以看到每次结果都不相同：

> g++ --version

> g++ -g -o e e.cpp -O2

> ./e

6590

> ./e

590

> ./e

ffffb590

怎么解决严格别名问题？采用类型相关（type-punning），手段是采用联合体union，比如下面这种类型相关的用法是安全的：

#include <stdio.h>

union X {

int m;

short s;

};

int main() {

X x;

x.m = 0x12345678;

short s = x.s;

printf("%x\n", s);

return 0;

}

然而，下列用法仍然是不安全的（多版本gcc实测正常，也未有“dereferencing type-punned pointer will break strict-aliasing rules”编译告警，但gcc手册指出结果可能不符合预期）：

#include <stdio.h>

union X {

int m;

short s;

};

int main() {

X x;

x.m = 0x12345678;

short* s = &x.s;

printf("%x\n", *s);

return 0;

}

下列代码的结果也是未定义的（多版本gcc实测也正常，同样未有编译告警，但gcc手册指出结果是未定义的）：

#include <stdio.h>

union X {

int m;

short s;

};

int main() {

int m = 0x12345678;

short s = ((X*)&m)->s;

printf("%x\n", s);

return 0;

}

如果担心风险，可加上编译参数“-fno-strict-aliasing”，但这会阻止gcc相关的优化。不过下列别名总是安全的：

1) “unsigned int”别名“int”，其它类似

2) “char”别名其它任何类型

严格别名规则“-fstrict-aliasing”和“-fno-strict-aliasing”及类型双关相关推荐

Understanding C/C++ Strict Aliasing
Understanding C/C++ Strict Aliasing 深入理解C/C++中的`Strict Aliasin`规则 or - Why won't the #$@##@^% compil ...
严格的别名规则是什么？
当询问C中常见的未定义行为时 ,人们有时会参考严格的别名规则. 他们在说什么? #1楼正如Doug T.已经写过的附录一样,这是一个简单的测试用例,可能会用gcc触发它: 检查 #include & ...
GCC strict aliasing – 嫉妒就是承认自己不如别人
GCC strict aliasing – 嫉妒就是承认自己不如别人 GCC strict aliasing 事情是这样的.我们对tair(淘宝的分布式Key/Value系统)动了一次大手术,更换了网 ...
strict aliasing
strict aliasing一文中将这些条文允许alias总结如下: 1.兼容类型(指相同类型?)或差别仅在于signed.unsigned.const.volatile的类型(比如 const u ...
C/C++ Strict Alias 小记
什么是Aliasing? 理解strict aliasing一文中这样描述: 当两个指针指向同一块区域或对象时,我们称一个指针 alias 另一个指针. strict aliasing一文中这样描述: ...
Android 存档
Android 存档用Eclipse开发与调试纯粹的Android C++程序,非ndk-build.ndk-gdb 2011 年 09 月 01 日分类目录 :Android 2 本文欢迎转载, ...
strict alias 的含义
Alias 的定义一个指针叫做另一个指针的 alias (别名)如果这两个指针都指向相同的地址或对象. 在C99标准里,建立一个与原类型不同的别名是非法的.这叫做 strict aliasing 规 ...
ESLint里的规则教会我，无规矩不编程
编程风格要统一编程风格这个东西,说实在的对于刚加入团队的新成员来说还是很难让人完全适应的.因为每人的编程风格都不同,完全是各有千秋的既视感啊到了新公司后团队中的每个人也都有各自一套的编程习惯,撸起 ...
Go 学习笔记（32）— 类型系统（命名类型、未命名类型、底层类型、类型强制转换、类型别名和新声明类型）
1. 命名类型和未命名类型 1.1 命名类型类型可以通过标识符来表示,这种类型称为命名类型( Named Type ). Go 语言的基本类型中有 20 个预声明简单类型都是命名类型, Go 语言还 ...

严格别名规则“-fstrict-aliasing”和“-fno-strict-aliasing”及类型双关

严格别名规则“-fstrict-aliasing”和“-fno-strict-aliasing”及类型双关相关推荐

最新文章

热门文章