为什么“不归还”功能归还？

我读 这个问题关于noreturn属性，它被用于那些不返回到调用函数。

然后我用C编写了一个程序。

#include <stdio.h>
#include <stdnoreturn.h>

noreturn void func()
{
        printf("noreturn func\n");
}

int main()
{
        func();
}

并使用此生成的代码汇编：

.LC0:
        .string "func"
func:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        movl    $.LC0, %edi
        call    puts
        nop
        popq    %rbp
        ret   // ==> Here function return value.
main:
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        movl    $0, %eax
        call    func

为什么func()提供noreturn属性后函数会返回？

C语言中的函数说明符是对编译器的提示，可接受程度由实现定义。

首先，_Noreturn函数说明符（或，noreturn使用<stdnoreturn.h>）向编译器提示程序员在理论上承诺该函数将永不返回。基于此承诺，编译器可以做出某些决定，并对代码生成执行一些优化。

IIRC，如果使用函数说明符指定的noreturn函数最终返回其调用者，则

• 通过使用和显式return语句
• 通过到达功能主体的末端

该行为是不明确的。你一定不要能从函数中返回。

为了清楚起见，使用noreturn函数说明符不会停止函数窗体返回其调用方。程序员对编译器的承诺是允许编译器具有更大的自由度来生成优化的代码。

现在，以防万一，您早晚做出承诺，选择违反此承诺，结果就是UB。鼓励但不要求编译器在发生以下情况时发出警告：_Noreturn函数似乎可以返回其调用者。

根据第6.7.4章C11第8段

用_Noreturn功能说明符声明的功能不得返回其调用者。

并且，第12段，（请注意注释！）

EXAMPLE 2
_Noreturn void f () {
abort(); // ok
}
_Noreturn void g (int i) { // causes undefined behavior if i <= 0
if (i > 0) abort();
}

对于C++，其行为非常相似。引用第7.6.4章C++14第2段（重点是我的内容）

如果f在f先前使用noreturn属性声明过的位置调用了一个函数并f最终返回，则该行为是不确定的。 [注意：该函数可能会因引发异常而终止。—尾注]

[注意：如果标记的功能[[noreturn]]可能会返回，鼓励实现者发出警告。—尾注]

3 [示例：

[[ noreturn ]] void f() {
throw "error"; // OK
}
[[ noreturn ]] void q(int i) { // behavior is undefined if called with an argument <= 0
if (i > 0)
throw "positive";
}

—末例]

为什么在提供noreturn属性后函数func（）返回？

因为您编写了告诉它的代码。

如果你不想让你的函数返回，呼叫exit()或abort()或相似的，所以它不会返回。

什么别的将你的函数做的比其他的回报，它已被称为后printf()？

的C标准在6.7.4功能说明符，段落12具体包括的一个例子noreturn，实际上可以返回功能-和标签的行为作为未定义：

例子2

_Noreturn void f () {
    abort(); // ok
}
_Noreturn void g (int i) {  // causes undefined behavior if i<=0
    if (i > 0) abort();
}

总之，noreturn是一个限制是你放置你的代码-它告诉编译器“我的代码永远不会返回”。如果您违反了该限制，那么一切就在您身上。

noreturn是一个承诺。您告诉编译器，“它可能显而易见，但我根据我编写代码的方式知道该函数将永远不会返回。” 这样，编译器可以避免设置使函数正确返回的机制。省略那些机制可能会使编译器生成更有效的代码。

函数如何不返回？一个例子是，如果调用它exit()。

但是，如果您向编译器保证函数不会返回，并且编译器没有安排它使函数正确返回，然后您去编写一个确实返回的函数，那么编译器应该做什么？做？基本上有三种可能性：

1. 对您“好”并找出使函数无论如何都能正确返回的方法。
2. 发出代码，当函数不正确返回时，它将崩溃或以任意不可预测的方式运行。
3. 给您警告或错误消息，指出您违反了诺言。

编译器可能会执行1、2、3或某种组合。

如果这听起来像是未定义的行为，那是因为。

与现实生活中的编程一样，最重要的是：不要做出无法兑现的承诺。可能有人根据您的诺言做出了决定，如果您违背诺言，可能会发生坏事。

该noreturn属性是您向编译器做出的关于函数的承诺。

如果确实从此类函数返回，则行为是不确定的，但这并不意味着明智的编译器将允许您通过删除ret语句来完全弄乱应用程序的状态，尤其是因为编译器通常甚至可以推断出该状态确实有可能返回。

但是，如果您编写此代码：

noreturn void func(void)
{
    printf("func\n");
}

int main(void)
{
    func();
    some_other_func();
}

那么对于编译器来说，some_other_func完全删除是完全合理的。

正如其他人提到的，这是经典的未定义行为。你承诺了func不会返回，但无论如何都让它返回。发生故障时，您可以拾起碎片。

尽管编译器func以通常的方式进行编译（尽管您使用noreturn），但是noreturn会影响调用函数。

您可以在装配清单中看到这一点：编译器承担，中main，那func将不会返回。因此，它从字面上删除了所有代码call func（在https://godbolt.org/g/8hW6ZR上查看）。程序集清单不会被截断，它实际上只是在结束之后，call func因为编译器会假定之后的任何代码都无法访问。因此，当func确实返回时，main将开始执行该main函数之后的任何废话-填充，立即常量或大量00字节。再次-非常不确定的行为。

这是可传递的-noreturn可以假定在所有可能的代码路径中调用函数的函数本身就是noreturn。

根据这个

如果声明为_Noreturn的函数返回，则行为未定义。如果可以检测到，建议使用编译器诊断。

确保此函数永不返回是程序员的责任，例如，函数末尾的exit（1）。

ret仅仅意味着该函数将控制权返回给调用者。因此，main确实call func，CPU执行的功能，然后用ret，CPU继续执行main。

编辑

因此，事实证明，noreturn根本不会使函数完全不返回，而只是一个说明符，它告诉编译器该函数的代码是以不会返回的方式编写的。因此，您在这里应该做的是确保此函数实际上不会将控制权还给被调用方。例如，您可以exit在其中调用。

另外，考虑到我已经读过的关于该说明符的内容，为了确保该函数不会返回其调用点，应该在其中调用另一个 noreturn函数并确保后者始终处于运行状态（为了（以避免未定义的行为），并且不会导致UB本身。

没有返回功能不会将寄存器保存在条目上，因为这是不必要的。它使优化变得更容易。例如，非常适合调度程序例程。

参见以下示例：https : //godbolt.org/g/2N3THC并找出差异

TL：DR：gcc错过了优化。

noreturn向编译器保证该函数不会返回。这可以进行优化，并且在编译器难以证明循环永远不会退出或难以证明没有返回函数路径的情况下特别有用。

main即使func()返回，GCC仍已进行优化以使函数结束（即使使用的默认值-O0（最低优化级别）也是如此）。

func()本身的输出可以认为是错过的优化；它可能会在函数调用之后忽略所有内容（因为不返回调用是函数本身唯一的方法noreturn）。这不是一个很好的例子，因为printf它是已知可以正常返回的标准C函数（除非您setvbuf给出stdout出现段错误的缓冲区？）

让我们使用编译器不知道的其他函数。

void ext(void);

//static
int foo;

_Noreturn void func(int *p, int a) {
    ext();
    *p = a;     // using function args after a function call
    foo = 1;    // requires save/restore of registers
}

void bar() {
        func(&foo, 3);
}

（Godbolt编译器资源管理器上的代码+ x86-64 asm 。）

gcc7.2的输出bar()很有趣。它内联func()，并消除了foo=3无效存储，只剩下：

bar:
    sub     rsp, 8    ## align the stack
    call    ext
    mov     DWORD PTR foo[rip], 1
   ## fall off the end

Gcc仍然假定该ext()函数将返回，否则它可能只是ext()用with尾部调用jmp ext。但是gcc不会尾noreturn调用函数，因为那样会丢失回溯信息，例如abort()。显然，内联它们是可以的。

Gcc可以通过在此mov之后省略商店来进行优化call。如果ext返回，则说明该程序已完成，因此没有必要生成任何代码。Clang确实在bar()/中进行了优化main()。

func本身更有趣，并且错过了更大的优化。

gcc和clang都发出几乎相同的东西：

func:
    push    rbp            # save some call-preserved regs
    push    rbx
    mov     ebp, esi       # save function args for after ext()
    mov     rbx, rdi
    sub     rsp, 8          # align the stack before a call
    call    ext
    mov     DWORD PTR [rbx], ebp     #  *p = a;
    mov     DWORD PTR foo[rip], 1    #  foo = 1
    add     rsp, 8
    pop     rbx            # restore call-preserved regs
    pop     rbp
    ret

该函数可以假定它不返回，并且使用rbx并且rbp不保存/恢复它们。

Gcc for ARM32确实可以做到这一点，但是仍然发出指令以其他方式返回。因此noreturn，实际上在ARM32上返回的函数将破坏ABI，并在调用者或更高版本中引起难以调试的问题。（未定义的行为允许这样做，但这至少是实现质量问题：https : //gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=82158。）

这在gcc无法证明函数是否返回的情况下非常有用。（不过，当函数仅简单返回时，这显然是有害的。Gcc在确定noreturn函数确实会返回时发出警告。）其他gcc目标体系结构则不这样做。这也是错过的优化。

但是gcc还远远不够：优化返回指令（或用非法指令替换）将节省代码大小，并保证嘈杂的失败，而不是无声的破坏。

而且，如果您要优化，则ret仅在函数返回时才需要优化所有内容。

因此，func()可以编译为：

    sub     rsp, 8
    call    ext
    # *p = a;  and so on assumed to never happen
    ud2                 # optional: illegal insn instead of fall-through

出现的所有其他指令都是错过的优化。如果ext声明了noreturn，那正是我们得到的。

任何以返回值结尾的基本块都可以认为永远不会到达。