C++:汇编代码包含断言结果

Question

代码如下:

#include <cassert>

int main() {
    assert(true==false); // A
    assert(true==true);  // B
}

这是汇编代码( link ):

.LC0:
.string "/tmp/compiler-explorer-compiler11778-61-1sgmkbd.5d1m6g8pvi/example.cpp"
.LC1:
  .string "true==false"
main:
  push rbp
  mov rbp, rsp
  mov ecx, OFFSET FLAT:main::__PRETTY_FUNCTION__
  mov edx, 5
  mov esi, OFFSET FLAT:.LC0
  mov edi, OFFSET FLAT:.LC1
  call __assert_fail
main::__PRETTY_FUNCTION__:
  .string "int main()"

应触发断言失败的 A 行已反射(reflect)在汇编代码中，但 B 并未反射(reflect)。

我的问题是:现在宏 assert() 用于运行时断言，编译器如何知道结果并将其写入程序集？

编译器:gcc 7.1，优化-O0(即无优化)。我以为是因为优化，所以我故意通过这个选项关闭它(是吗？)。

编辑:现在assert()可以在编译时求值，它似乎与static_assert()重叠..

Answer 1

看起来您正在使用 GCC 和 GNU C 库，因此假设 NDEBUG未定义，assert宏可能定义如下:

# define assert(expr)                                                   \
  ((expr)                                                               \
   ? __ASSERT_VOID_CAST (0)                                             \
   : __assert_fail (__STRING(expr), __FILE__, __LINE__, __ASSERT_FUNCTION))

(复制 self 的 /usr/include/assert.h )

替换它(以及它所依赖的所有宏)* 会得到类似的结果

int main() {

  ((true == false)
       ? static_cast<void>(0)
       : __assert_fail("true==false", "assert.cpp", 4, "int main()"));

  ((true == true)
       ? static_cast<void>(0)
       : __assert_fail("true==true", "assert.cpp", 5, "int main()"));
}

即使在 -O0 ，编译器足够聪明，可以看到 true == true而不是true == false ，所以它知道它将调用第一个 __assert_fail但它永远不会调用第二个。由于它永远不会调用第二个函数，因此不需要字符串 "true == true"并且不费心将其包含在内。

如果你提出了更严格的条件，它就不会知道它需要哪些条件，所以它会包含所有内容。

编辑添加:即使您添加了具有更复杂条件的另一行，也不一定会添加该行。例如，here我修改了您的代码以添加必须在运行时进行的检查:

#include <cassert>

bool check_collatz_conjecture();

int main() {
    // assert(check_collatz_conjecture());
    assert(true==false);
    assert(true==true);
    assert(check_collatz_conjecture());
}

因为编译器知道第一个断言将被命中，并且因为 __assert_fail声明为 __attribute__((__noreturn__)) ，编译器知道它不需要担心函数的其余部分，并且它不包含 "check_collatz_conjecture()"字符串。如果您取消注释第一个断言，它将包括该断言和 "true == false"不过，因为它不知道 Collat​​z 猜想是否成立(公平地说，目前没有数学家知道这一点)。

* 我通过运行 g++ -E assert.cpp -o assert.ii 得到了这个获取预处理代码，然后运行 ​​cat assert.ii | sed '/^#/d'删除文件名和行号的标记并将代码重新格式化为更具可读性，然后手动替换 __PRETTY_FUNCTION__与"int main()" s。如果您对编译器执行某些操作的原因感到困惑，那么查看像这样的预处理输出可能会有所帮助。