Gfortran -Wuninitialized 标志在 do 循环中缺少变量

Posted 2023-02-24

【中文标题】Gfortran -Wuninitialized 标志在 do 循环中缺少变量

【英文标题】：Gfortran -Wuninitialized flag misses variable in do loop

【发布时间】：2016-09-20 10:07:44

【问题描述】：

考虑以下代码：

PROGRAM TEST
   IMPLICIT NONE
   REAL:: noninit

   noninit = noninit + 1
END PROGRAM TEST

如果使用gfortran -Wall TEST.f90 编译，则会正确生成‘noninit’ is used uninitialized in this function [-Wuninitialized] 的警告。现在考虑 do 循环中的相同代码：

PROGRAM TEST

   IMPLICIT NONE
   REAL:: noninit
   INTEGER:: ii

   DO ii=1,10
      noninit = noninit + 1      ! line 8
   END DO

   print *, "noninit = ", noninit

END PROGRAM TEST

当遵守相同的命令时，不会产生未初始化变量的警告。您能否解释为什么会发生这种行为以及我能做些什么来解决它？我当前的解决方案是使用-finit-real=snan 标志来创建一个易于跟踪的垃圾线索，以防变量未初始化。有没有更好的解决方案？

【问题讨论】：

如果你使用Linux，你可以在运行时使用valgrind。

使用valgrind --track-origins=yes ./a.out 不会发现未初始化的变量。如果我在 do 循环中包含一个 write 语句，那么 valgrind 可以找到它。这是预期的行为吗？

对不起，是的，这是意料之中的，它只在变量的使用影响程序输出时报告。

这很可能是一开始的问题，如果编译器看到循环什么都不做并跳过它，。 （当然结果也不会在第一种情况下使用）尝试在循环之后写一个 。

@VladimirF 这很奇怪 - 如果我只用两个语句尝试 OP 的程序：WRITE(*, *) noninit; noninit = noninit + 1 然后gfortran -O0 -Wall -Wextra 不会产生警告，而如果我删除 WRITE 语句，警告生成（gfortran 6.1.0）

【参考方案1】：

假定错误的特征

对于初学者来说，准确缩小这个（假定的）错误发生的时间是有帮助的，在我看来，如果这两个条件都成立，就会发生这种情况：

内部循环 变量同时出现在左右两侧（例如x=x+1）

变量是隐式声明还是显式声明，它们是整数还是实数似乎都无关紧要。

因此，虽然这似乎是一个编译器错误，但情况非常有限，-Wuninitialized 将捕获绝大多数未初始化变量的错误，即使在 do 循环内也是如此。

此外，虽然-Wuninitialized 在上述情况下会失败，但这里还有一些其他 gfortran 编译器标志可能非常有用，至少在实数方面——我不知道有什么方法可以捕获整数。请参阅下面的几个选项。

gfortran version = 5.5.0（在linux系统上测试）

用于捕获未声明实数的选项 1

shell 命令：

> gfortran -finit-real=snan main.f90
> ./a.out

输出：

noninit =               NaN

注意事项：

这不会给出编译器警告，也不会导致运行时错误，但它将 NONINIT 初始化为 NaN 而不是零，这更有可能提示您解决这里的问题，但显然它取决于关于您的程序稍后使用 NONINIT 究竟做了什么。 由于此选项将实数显式初始化为 NaN，因此它会否定您从 -Wuninitialized 获得的任何实数警告，因为现在不会未初始化任何实数！但是对于大多数未初始化的整数，您仍然应该收到警告。

用于捕获未声明实数的选项 2

shell 命令：

> gfortran -finit-real=snan -ffpe-trap=invalid,zero,overflow -g main.f90
> ./a.out

输出：

Program received signal SIGFPE: Floating-point exception - erroneous 
arithmetic operation.

Backtrace for this error:
#0  0x7FCE45AFC697
#1  0x7FCE45AFCCDE
#2  0x7FCE44FF73EF
#3  0x400818 in MAIN__ at main.f90:8
Floating point exception

注意事项：

-ffpe-trap 的重要选项是“无效”，但我包括“零”和“溢出”只是因为似乎大多数使用此标志的人似乎都使用这三个选项。 需要-g 标志来查看导致崩溃的行号（如果没有-g，它仍然会崩溃，但您不会知道它是哪一行）。

【参考方案2】：

这是特定编译器中的特定缺陷。我不确定它是否按照我们在 cmets 中的建议报告给了 GCC bugzilla。

其他编译器可以捕获它：

> ifort -g -warn -check noninit.f90 
> ./a.out 
forrtl: severe (194): Run-Time Check Failure. The variable 'test_$NONINIT' is being used in 'noninit.f90(7,5)' without being defined
Image              PC                Routine            Line        Source             
a.out              0000000000402A2F  Unknown               Unknown  Unknown
a.out              0000000000402992  Unknown               Unknown  Unknown
libc-2.26.so       00007F009F1A934A  __libc_start_main     Unknown  Unknown
a.out              00000000004028AA  Unknown               Unknown  Unknown

我敢打赌，拥有丰富调试功能的 NAG 也会赶上它。

【讨论】：

（请注意，这是一个 runtime 警告，与循环外的 -Wuninitialized 所需的情况不同。类似的效果，虽然输出帮助不大，但可以通过 gfortran 的-finit-real=snan，如问题中所述。）

@francescalus 确实如此，但它提供了源代码位置和一个很好的错误消息。 gfortran 的选项需要启用我不喜欢的 FP 异常，这实际上会破坏我的代码（我确实删除零然后丢弃结果，而不是通过代价高昂的 if 进行检查）。

在这种情况下，这并不是我真正想要的，但根本没有其他人回答，所以让我们认为这是对过去帮助的奖励 ;-)