Esta función de C siempre debería devolver falso, pero no

Me topé con una pregunta interesante en un foro hace mucho tiempo y quiero saber la respuesta.

Considere la siguiente función C:

f1.c

#include <stdbool.h>

bool f1()
{
    int var1 = 1000;
    int var2 = 2000;
    int var3 = var1 + var2;
    return (var3 == 0) ? true : false;
}

Esto siempre debería volver falsedesde var3 == 3000. La mainfunción tiene este aspecto:

C Principal

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

int main()
{
    printf( f1() == true ? "true\n" : "false\n");
    if( f1() )
    {
        printf("executed\n");
    }
    return 0;
}

Dado f1()que siempre debería regresar false, uno esperaría que el programa imprimiera solo un falso en la pantalla. Pero después de compilarlo y ejecutarlo, también se muestra ejecutado :

$ gcc main.c f1.c -o test
$ ./test
false
executed

¿Porqué es eso? ¿Este código tiene algún tipo de comportamiento indefinido?

Nota: lo compilé con gcc (Ubuntu 4.9.2-10ubuntu13) 4.9.2.

Como se señaló en otras respuestas, el problema es que usa gccsin opciones de compilador configuradas. Si hace esto, el valor predeterminado es lo que se llama "gnu90", que es una implementación no estándar del antiguo estándar C90 retirado de 1990.

En el antiguo estándar C90 había una falla importante en el lenguaje C: si no declarabas un prototipo antes de usar una función, por defecto sería int func ()(donde ( )significa "aceptar cualquier parámetro"). Esto cambia la convención de llamada de la función func, pero no cambia la definición real de la función. Dado que el tamaño de booly intes diferente, su código invoca un comportamiento indefinido cuando se llama a la función.

Este peligroso comportamiento sin sentido se solucionó en el año 1999, con el lanzamiento del estándar C99. Se prohibieron las declaraciones de funciones implícitas.

Desafortunadamente, GCC hasta la versión 5.xx todavía usa el antiguo estándar C por defecto. Probablemente no haya ninguna razón por la que desee compilar su código como algo que no sea el estándar C.Por lo tanto, debe decirle explícitamente a GCC que debe compilar su código como código C moderno, en lugar de como una basura GNU no estándar de más de 25 años. .

Solucione el problema compilando siempre su programa como:

gcc -std=c11 -pedantic-errors -Wall -Wextra

• -std=c11 le dice que haga un intento a medias de compilar de acuerdo con el estándar C (actual) (conocido informalmente como C11).
• -pedantic-errors le dice que haga lo anterior de todo corazón, y dé errores de compilación cuando escriba un código incorrecto que viole el estándar C.
• -Wall Significa darme algunas advertencias adicionales que podría ser bueno tener.
• -Wextra Significa darme algunas otras advertencias adicionales que podría ser bueno tener.

No tiene un prototipo declarado para f1()en main.c, por lo que se define implícitamente como int f1(), lo que significa que es una función que toma un número desconocido de argumentos y devuelve un int.

Si inty boolson de diferentes tamaños, esto resultará en un comportamiento indefinido . Por ejemplo, en mi máquina, intes de 4 bytes y booles de un byte. Dado que la función está definida para regresar bool, coloca un byte en la pila cuando regresa. Sin embargo, dado que se declara implícitamente que regresa intde main.c, la función de llamada intentará leer 4 bytes de la pila.

Las opciones predeterminadas de los compiladores en gcc no le dirán que está haciendo esto. Pero si compila con -Wall -Wextra, obtendrá esto:

main.c: In function ‘main’:
main.c:6: warning: implicit declaration of function ‘f1’

Para solucionar esto, agregue una declaración para f1en main.c, antes main:

bool f1(void);

Tenga en cuenta que la lista de argumentos se establece explícitamente en void, lo que le dice al compilador que la función no acepta argumentos, a diferencia de una lista de parámetros vacía que significa un número desconocido de argumentos. La definición f1en f1.c también debería cambiarse para reflejar esto.

Creo que es interesante ver dónde ocurre realmente el desajuste de tamaño mencionado en la excelente respuesta de Lundin.

Si compila con --save-temps, obtendrá archivos de ensamblaje que puede ver. Aquí está la parte donde f1()hace la == 0comparación y devuelve su valor:

cmpl    $0, -4(%rbp)
sete    %al

La parte que regresa es sete %al. En las convenciones de llamada x86 de C, los valores de retorno de 4 bytes o menos (que incluyen inty bool) se devuelven a través del registro %eax. %ales el byte más bajo de %eax. Entonces, los 3 bytes superiores de %eaxse dejan en un estado no controlado.

Ahora en main():

call    f1
testl   %eax, %eax
je  .L2

Esto comprueba si el conjunto de %eaxes cero, ya que piensa que está poniendo a prueba un int.

Agregar una declaración de función explícita cambia main()a:

call    f1
testb   %al, %al
je  .L2

que es lo que queremos.

Compile con un comando como este:

gcc -Wall -Wextra -Werror -std=gnu99 -o main.exe main.c

Salida:

main.c: In function 'main':
main.c:14:5: error: implicit declaration of function 'f1' [-Werror=impl
icit-function-declaration]
     printf( f1() == true ? "true\n" : "false\n");
     ^
cc1.exe: all warnings being treated as errors

Con tal mensaje, debe saber qué hacer para corregirlo.

Editar: Después de leer un comentario (ahora eliminado), intenté compilar su código sin las banderas. Bueno, esto me llevó a errores del enlazador sin advertencias del compilador en lugar de errores del compilador. Y esos errores del vinculador son más difíciles de entender, por lo que incluso si -std-gnu99no es necesario, intente usarlo siempre, al menos, -Wall -Werroresto le ahorrará mucho dolor en el trasero.