coding
C++N4741

C++N4741(21)6.6.2 Object model [intro.object] p49

はじめに(Introduction)

C++N4741 Working Draft, Standard for Programming Language C++
http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2017/
http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2017/n4741.pdf

C++N4741は、ISO/IEC JTC1 SC22 WG21の作業原案(Working Draft)です。
公式のISO/IEC 14882原本ではありません。
ISO/IEC JTC1 SC22 WG21では、可能な限り作業文書を公開し、幅広い意見を求めています。
一連の記事はコード断片をコンパイルできる形にする方法を検討してコンパイル、リンク、実行して、規格案の原文と処理系(g++, Clang++)との違いを確認し、技術内容を検討し、ISO/IEC JTC1 SC22 WG21にフィードバックするために用います。
また、CERT C++, MISRA C++等のコーディング標準のコード断片をコンパイルする際の参考にさせていただこうと考えています。CERT C++, MISRA C++が標準化の動きとの時間的なずれがあれば確認できれば幸いです。また、boostライブラリとの関連、Linux OS, TOPPERSカーネル、g++(GCC), clang++(LLVM)との関係も調査中です。
何か、抜け漏れ、耳より情報がありましたらおしらせくださると幸いです。

背景(back ground)

C/C++でコンパイルエラーが出ると、途方にくれることがしばしばあります。
何回かに1回は、該当するエラーが検索できます。
ただ、条件が違っていて、そこでの修正方法では目的を達成しないこともしばしばです。いろいろな条件のコンパイルエラーとその対応方法について、広く記録することによって、いつか同じエラーに遭遇した時にやくに立つことを目指しています。

この半年の間で、三度、自分のネットでの記録に助けられたことがあります。
また過去に解決できなかった記録を10種類以上、最近になって解決できたことがあります。それは、主に次の3つの情報に基づいています。

https://stackoverflow.com
https://cpprefjp.github.io
http://ja.cppreference.com/

また
https://researchmap.jp/joub9b3my-1797580/#_1797580
に記載したサイトのお世話になっています。

作業方針(sequence)

Clang++では-std=c++03, c++17, C++2aの3種類
g++では-std=c++03, c++17の2種類
でコンパイルし、

1)コンパイルエラーを収集する。
2)コンパイルエラーをなくす方法を検討する。
コンパイルエラーになる例を示すだけが目的のコードは、コンパイルエラーをなくすのではなく、コンパイルエラーの種類を収集するだけにする。
文法を示すのが目的のコード場合に、コンパイルエラーをなくすのに手間がかかる場合は、順次作業します。
3)リンクエラーをなくす方法を検討する。
文法を示すのが目的のコード場合に、リンクエラーをなくすのに手間がかかる場合は、順次作業します。
4)意味のある出力を作る。
コンパイル、リンクが通っても、意味のある出力を示そうとすると、コンパイル・リンクエラーが出て収拾できそうにない場合がある。順次作業します。

1)だけのものから4)まで進んだものと色々ある状態です。一歩でも前に進むご助言をお待ちしています。「検討事項」の欄に現状を記録するようにしています。

初めての CEDD(Compile Error Driven Design) 8回直してコンパイル。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/9494236aa1753f3fd1e1

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/85c0e92b206883140e89#_reference-f5ba2535f9b0e314ab73コンパイルエラーを記録するとよい理由7つ

C++N4741, 2018 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882 sample code compile list

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/3294c014044550896010

C++N4606, 2016符号断片編纂一覧(example code compile list)

C++N4606, 2016 Working Draft 2016, ISO/IEC 14882, C++ standard(1) Example code compile list
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/df5d62c35bd6ed1c3d43/

C++N3242, 2011 sample code compile list on clang++ and g++

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/685b5c1a2c17c1bf1318

編纂器(Compiler)

clang++ --version

clang version 6.0.0 (tags/RELEASE_600/final)
Target: x86_64-apple-darwin17.4.0

g++-7 --version

g++-7 (Homebrew GCC 7.3.0_1) 7.3.0
Copyright (C) 2017 Free Software Foundation, Inc.

(21)6.6.2 Object model [intro.object] p49

C++N4606, 2016 (2) 1 General 1.7 The C++ memory model, bit-field[]
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/e731e6d02258fe559056

C++N3242(C++2011) (1) 1 General 1.7 The C++ memory model
-std=c++11 Xcode 5.0.2/LLVM version 4.2 &g++-4.9 (GCC) 4.9.0
https://researchmap.jp/joxl86n45-1797580/#_1797580

p49.cpp

算譜(source code)

p49.cpp
// C++N4741 Committee Draft, Standard for Programming Language C++
// http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2017/n741.pdf
#define msg "C++N4741(21)6.6.2 Object model [intro.object] p49.cpp"
// Edited by Dr. Ogawa Kiyoshi. Compile procedure and results record.

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cassert>

using namespace std;

struct X {
  const int n;
};
union U {
  X x;
  float f;
};
void tong() {
  U u = {{ 1 }};
  u.f = 5.f; // OK, creates new subobject of u (12.3)
  X *p = new (&u.x) X {2}; // OK, creates new subobject of u
  assert(p->n == 2); // OK
  assert(*std::launder(&u.x.n) == 2); // OK
  assert(u.x.n == 2); // undefined behavior, u.x does not name new subobject
  cout << "p->n="<< p->n<<" u.x.n=" <<u.x.n << endl;
}

template<typename ...T>
struct AlignedUnion {
  alignas(T...) unsigned char data[max(sizeof(T)...)];
};
int f() {
  AlignedUnion<int, char> au;
  int *p = new (au.data) int; // OK, au.data provides storage
  char *c = new (au.data) char(); // OK, ends lifetime of *p
  char *d = new (au.data + 1) char();
  cout << "*p="<<*p << endl;
  return *c + *d; // OK
}
struct A {
  unsigned char a[32];
};
struct B {
  unsigned char b[16];
};
A a;
B *b = new (a.a + 8) B; // a.a provides storage for *b
int *p = new (b->b + 4) int; // b->b provides storage for *p
// a.a does not provide storage for *p (directly),
// but *p is nested within a (see below)

int main() { ///
  tong();
  f();
  cout << "*p="<<*p << endl;

  cout<< msg << endl;
  return EXIT_SUCCESS;
}

編纂・実行結果(compile and go)

cpla.sh
$ ../cpla.sh p49
$ clang++ p49.cpp -std=c++03 -Wall
p49.cpp:12:8: error: implicit default constructor for 'X' must explicitly initialize the const member 'n'
struct X { const int n; };
       ^
p49.cpp:17:19: note: in implicit default constructor for 'X' first required here
X *p = new (&u.x) X {2}; // OK, creates new subobject of u
                  ^
p49.cpp:12:22: note: declared here
struct X { const int n; };
                     ^
p49.cpp:17:20: error: expected ';' at end of declaration
X *p = new (&u.x) X {2}; // OK, creates new subobject of u
                   ^
                   ;
p49.cpp:19:14: error: no member named 'launder' in namespace 'std'; did you mean '__launder'?
assert(*std::launder(&u.x.n) == 2); // OK
        ~~~~~^~~~~~~
             __launder
/usr/include/assert.h:93:25: note: expanded from macro 'assert'
    (__builtin_expect(!(e), 0) ? __assert_rtn(__func__, __FILE__, __LINE__, #e) : (void)0)
                        ^
/usr/local/Cellar/llvm/6.0.0/include/c++/v1/new:257:24: note: '__launder' declared here
_LIBCPP_CONSTEXPR _Tp* __launder(_Tp* __p) _NOEXCEPT
                       ^
p49.cpp:24:19: warning: variadic templates are a C++11 extension [-Wc++11-extensions]
template<typename ...T>
                  ^
p49.cpp:26:1: error: C++ requires a type specifier for all declarations
alignas(T...) unsigned char data[max(sizeof(T)...)];
^
p49.cpp:26:14: error: expected ';' at end of declaration list
alignas(T...) unsigned char data[max(sizeof(T)...)];
             ^
             ;
1 warning and 5 errors generated.
a=C b=11 c=-747 d=-21 e.ee=-21
C++N4741(20)6.6.1 Memory model [intro.memory]p49.cpp
$ clang++ p49.cpp -std=c++17 -Wall
p->n=2 u.x.n=2
*p=-338690048
*p=0
C++N4741(21)6.6.2 Object model [intro.object] p49.cpp
$ clang++ p49.cpp -std=c++2a -Wall
p->n=2 u.x.n=2
*p=-317915136
*p=0
C++N4741(21)6.6.2 Object model [intro.object] p49.cpp

$ g++-7 p49.cpp -std=c++03  -Wall
p49.cpp:13:13: error: member 'X U::x' with copy assignment operator not allowed in union
 union U { X x; float f; };
             ^
p49.cpp:13:13: note: unrestricted unions only available with -std=c++11 or -std=gnu++11
p49.cpp: In function 'void tong()':
p49.cpp:17:21: warning: extended initializer lists only available with -std=c++11 or -std=gnu++11
 X *p = new (&u.x) X {2}; // OK, creates new subobject of u
                     ^
In file included from /usr/local/Cellar/gcc/7.3.0_1/include/c++/7.3.0/cassert:44:0,
                 from p49.cpp:8:
p49.cpp:19:14: error: 'launder' is not a member of 'std'
 assert(*std::launder(&u.x.n) == 2); // OK
              ^
p49.cpp: At global scope:
p49.cpp:24:19: warning: variadic templates only available with -std=c++11 or -std=gnu++11
 template<typename ...T>
                   ^~~
p49.cpp:26:10: warning: variadic templates only available with -std=c++11 or -std=gnu++11
 alignas(T...) unsigned char data[max(sizeof(T)...)];
          ^~~
p49.cpp:26:13: error: ISO C++ forbids declaration of 'alignas' with no type [-fpermissive]
 alignas(T...) unsigned char data[max(sizeof(T)...)];
             ^
p49.cpp:26:13: error: expected ';' at end of member declaration
p49.cpp:26:51: error: array bound is not an integer constant before ']' token
 alignas(T...) unsigned char data[max(sizeof(T)...)];
                                                   ^
p49.cpp: In function 'int f()':
p49.cpp:30:18: error: 'struct AlignedUnion<int, char>' has no member named 'data'
 int *p = new (au.data) int; // OK, au.data provides storage
                  ^~~~
p49.cpp:31:19: error: 'struct AlignedUnion<int, char>' has no member named 'data'
 char *c = new (au.data) char(); // OK, ends lifetime of *p
                   ^~~~
p49.cpp:32:19: error: 'struct AlignedUnion<int, char>' has no member named 'data'
 char *d = new (au.data + 1) char();
                   ^~~~
a=C b=11 c=-747 d=-21 e.ee=-21
C++N4741(20)6.6.1 Memory model [intro.memory]p49.cpp

$ g++-7 p49.cpp -std=c++17  -Wall
p->n=2 u.x.n=2
*p=0
*p=0
C++N4741(21)6.6.2 Object model [intro.object] p49.cpp

検討事項(agenda)

役に立つまたは意味のある出力

参考資料(reference)

docker gnu(gcc/g++) and llvm(clang/clang++)
https://qiita.com/drafts/059874ea39c4de64c0f7

[C][C++]の国際規格案の例題をコンパイルするときの課題7つ。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/5f4b155030259497c4de

C++N4606 Working Draft 2016, ISO/IEC 14882, C++ standardのコード断片をコンパイルするためにしていること
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/a8d7ee2f2e29e76c19c1

コンパイル用shell script C版(clangとgcc)とC++版(clang++とg++)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/74220c0577a512c2d7da

Clang/Clang++(LLVM) gcc/g++(GNU) コンパイラ警告等比較
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/9a82b958cc3aeef0403f

C++2003とC++2017でコンパイルエラーになるならない事例集
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/a13ea3823441c430edff

Qiitaに投稿するCのStyle例(暫定)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/946df1528a6a1ef2bc0d

cpprefjpのdecltypeをコンパイル試験
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/090909af702f0d5d8a67

MISRA C++ 5-0-16
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/7df2d4e05db724752a74

C++ Templates Part1 BASICS Chapter 3. Class Templates 3.2 Use of Class Template Stack stack1test.cpp
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/cd5fc49106fad5a4e9ed

ISO/IEC TS 17961:2013 C Secure Coding Rules(1) All list(to be confirmed)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/54e056195c4f11b850a1

C言語(C++)に対する誤解、曲解、無理解、爽快。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/3f3992c9722c1cee2e3a

C Puzzle Bookの有り難み5つ、C言語規格及びCコンパイラの特性を認識
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/d89a48c1536a02ecdec9

'wchar.h' file not found で困った clang++ macOS
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/de15cd46d657517fac11

Open POSIX Test Suiteの使い方を調べはじめました
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/644d5e407f5faf96e6dc

MISRA-C 2012 Referenceに掲載している文献の入手可能性を確認
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/96dc8b125e462d5575bb

どうやって MISRA Example Suiteをコンパイルするか
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fbdbff5ff696e2ca7f00

MISRA C まとめ #include
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f1a79a7cbd281607c7c9

「C++完全理解ガイド」の同意できること上位10
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/aa5744e0c4a8618c7671

文書履歴(document history)

ver. 0.10 初稿 20180506