一个普通的“char”可能有陷阱值吗？答案

【问题标题】：Can a plain `char` possibly have trap values?一个普通的“char”可能有陷阱值吗？
【发布时间】：2014-07-24 22:01:57
【问题描述】：

自述文件

“trap value” 或 “trap 表示” 类型 T，是（底层存储的）位组合，产生 T. 的无效值试图解释无效值的表示会导致未定义的行为。

让战斗开始吧..

另一个question 开始了关于char 的激烈讨论，以及具有trap representations 的实现的可能性。

问题：

char 可能有陷阱值吗？

前面讨论中提到的引语：

这些部分是之前论证中引用最多的部分，它们是否相互矛盾？

3.9.1p1 基本类型 [basic.fundamental]

char 是否可以保存负值是实现定义的。字符可以显式声明为signed 或unsigned。

一个char,一个signed char,和一个unsigned char占用相同的存储量并且具有相同的对齐要求（3.11）；也就是说，它们具有相同的对象表示。对于字符类型，对象表示的所有位都参与值表示。

对于无符号字符类型，值表示的所有可能的位模式都表示数字。这些要求不适用于其他类型。

在任何特定的实现中，普通的 char 对象可以采用与 signed char 或 unsigned char; 相同的值，其中一个是实现定义的。

3.9p2 类型 [basic.types]

对于普通可复制类型T, 的任何对象（基类子对象除外），无论该对象是否拥有T 类型的有效值，构成该对象的底层字节（1.7）都可以被复制放入char 或unsigned char. 的数组中

如果char 或unsigned char 数组的内容被复制回对象，则该对象随后应保持其原始值。

【问题讨论】：

陷阱值：stackoverflow.com/questions/6725809/trap-representation/…
来自 C++11 标准“分配给寄存器的具有不确定值的 unsigned char 对象可能会陷入陷阱。” - 如果是这样的话，那么我希望 char 和 signed char 也是如此。
Filip，我们可以考虑将 AddressSanitizer/MemorySanitizer（现代 LLVM 和 GCC 中的可选功能）作为确认语言实现吗？ Sanitizers 为每个记忆词添加一些标签（存储在单独的内存中，仿照苏联 Elbrus 架构标签，在一些大型 Burroughs 中类似的想法），并且对于标签的某些值存在陷阱，例如，读取未初始化的内存。跨度>
C++11 标准还明确列出了 numeric_limits<> 的特化 unsigned-、signed- 和“未指定”char，还有一个 static constexpr bool traps 成员，因此您可以检查在编译时，断言你是否关心等。
反对者能否解释一下为什么这个问题会吸引-1？

标签： c++ c++11 language-lawyer c++14

【解决方案1】：

标准告诉我们必须有：

char、signed char、unsigned char，大小都一样
sizeof(char) 为 1
char 至少有 8 位
每个位组合都是有意义且有效的
char 数组已打包（如果是，则行为是）。

没有太多的回旋余地。

尽管如此，还是有建议在某些类型的操作期间，例如加载未初始化的内存或转换为陷阱。

是的，我认为一个实现可能有一个陷阱表示，其中陷阱值可能由于某种未定义或未指定的行为而出现，包括评估涉及未指定/未初始化值的表达式。导致陷阱值的实际位模式对实现来说是不可见的。

这样的 CPU 可能有 9 位字节，其中只有 8 位对编译器和运行时可见，第 9 位用于检测未初始化的内存，如果被（非特权）指令加载，将触发陷阱。

【讨论】：

AddressSanitizer 是此类 CPU 的软件仿真器，它为每个内存地址添加了额外的标记位。
@osgx：是的，我认为可能。我在 Burroughs 的大型系统上工作，该系统标记的是单词而不是字符。在标记的架构上，这种陷阱值对我来说似乎是可能的。
最初的 IBM PC确实有 9 位字节，而 CPU 通常只有 8 位可用；内存存储通常会将第 9 位写入其他 8 位作为奇偶校验位，如果第 9 位与其他 8 位的奇偶校验不匹配，则内存读取通常会触发不可屏蔽中断，但是从什么我了解一些很少使用的诊断寄存器会改变这种行为。