如果 getc() 通过 SIGINT 退出，getc() 之后的未定义行为能否改变程序行为

Question

根据对“未定义行为”的现代解释，编译器有权假设不会发生导致未定义行为“不可避免”的事件链，并且可以消除仅适用于以下情况的代码将执行未定义的行为；这可能会导致未定义行为的影响及时向后工作，并使原本可以观察到的行为无效。另一方面，如果除非程序终止，否则未定义行为是不可避免的，但如果程序可以并且确实在调用未定义行为之前终止，则程序的行为将保持完全定义。

在做出此决定时，编译器需要考虑哪些终止原因？举几个例子：

在许多平台上，对“getc”之类的函数的调用通常会返回（至少最终会返回），但在编译器无法控制的某些情况下则不会。如果有人有这样的程序：

int main(int argc, char *argv[])
{
  if (argc != 3)
  {
    printf("Foo\n");
    return 0;
  }
  else
  {
    int ch;
    printf("You'd better type control-C!\n");
    int ch = getc();
    if (ch < 65)
      return (ch-33) / (argc-3);       
    else
      return INT_MAX + ch;
  }
}

如果程序被调用，argc 等于 3，但 SIGINT 阻止了 getc() 调用完全返回，是否会定义行为？当然，如果有任何 getc() 可以返回的 值 会导致定义的行为，那么在编译器可以确定不会接收到这样的输入之前，不会发生未定义的行为。如果没有值 getc() 可以返回，这将避免未定义的行为，但是，如果 getc() 被阻止返回任何值，整个程序是否会保持定义？ getc() 的返回值和调用未定义行为的动作之间是否存在因果关系会影响事物（在上面的示例中，编译器无法知道会发生任何特定形式的未定义行为不知道输入了什么字符，但任何可能的输入都会触发某种形式）。

同样，如果在一个平台上存在地址，如果读取这些地址会导致程序立即终止，编译器会指定易失性读取将触发硬件读取请求，并且该平台上的某些外部库指定它将返回指向这样一个地址的指针，这些因素是否暗示bar 在这个单独的示例中的行为：

int foo(int x)
{
  char volatile * p = get_instant_quit_address();
  if (x)
    { printf("Hey"); fflush(stdout); }
  return *p / x; // Will cause UB if *p yields a value and x is zero
}
int bar(void)
{
  return foo(0);
}

如果尝试读取 *p 实际上会立即终止程序执行而不产生值，那么

是否会被定义（作为终止而不打印任何内容）？在返回值之前，除法不能继续；因此，如果没有返回值，就不会被零除。

允许 C 编译器通过什么方式确定给定操作是否可能导致程序执行以它不知道的方式终止，以及在什么情况下允许在此类操作之前重新安排未定义行为？

Answer 1

这在 C++ 中的 [intro.execution] 中有很好的描述：

5 - 执行格式良好的程序的符合实现应产生与使用相同程序的抽象机器的相应实例的可能执行之一相同的可观察行为 和相同的输入。但是，如果任何此类执行包含未定义的操作，则本国际标准对使用该输入执行该程序的实现没有要求（甚至 关于第一个未定义操作之前的操作）。

普遍认为 C 具有相同的特性，因此 C 编译器可以在存在未定义行为的情况下类似地执行 "time travel"。

重要的是，请注意问题是是否存在表现出未定义行为的抽象机实例；您可以通过首先终止程序执行来安排防止计算机上未定义的行为，这并不重要。

如果您使程序以抽象机器无法摆脱的完全定义的方式自行终止，您可以防止未定义的行为（以及由此产生的时间旅行）。例如，在您的第二个示例中，如果您用(exit(0), 0) 替换对*p 的访问，则不会发生未定义的行为，因为不可能执行exit 返回其调用者的抽象机器。但是无论您的平台的特性如何，抽象机都不必在访问 insta-kill 地址时终止您的程序（实际上，抽象机没有任何 insta-kill 地址）。