在公共块中有全局变量是一种未定义的行为吗？答案

【问题标题】：Is having global variables in common blocks an undefined behaviour?在公共块中有全局变量是一种未定义的行为吗？
【发布时间】：2021-05-18 13:21:39
【问题描述】：

0.c

int i = 5;

int main(){
 return i;
}

1.c

int i;

上面使用gcc 0.c 1.c 编译良好，没有关于multiple definitions 的任何链接错误。原因是i 生成为common blocks (-fcommon which is the default behaviour in gcc)。正确的方法是使用此处缺少的 extern 关键字。

我一直在网上搜索这是否是未定义的行为，有些帖子说是，有些人说不是，这非常令人困惑：

是UB

Is having multiple tentative definitions in separate files undefined behaviour?

Why can I define a variable twice in C?

How do I use extern to share variables between source files?

http://port70.net/~nsz/c/c11/n1570.html#J.2

使用了具有外部链接的标识符，但在程序中不存在该标识符的确切一个外部定义，或者未使用该标识符并且该标识符存在多个外部定义（6.9）。

不是 UB

Global variables and the .data section

Defining an extern variable in multiple files in C

Does C have One Definition Rule like C++?

Look for -fno-common: https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.5/gcc/Code-Gen-Options.html

那么它是哪一个？使用-fcommon 是少数几个允许使用multiple definition 并且编译器会为您解决的地方之一？还是还是UB？

【问题讨论】：

根据标准这是未定义的，但在 gcc 上定义了实现。这不是唯一一个由于扩展而导致未定义的“工作”的例子。
答案stackoverflow.com/questions/67270121/… 解释：.... If a program disobeys this rule, the C standard does not define the behavior (C 2018 4 2). Instead, we let the compiler and the linker define the behavior. 和整个段落。
尝试用gcc 0.c 1.c -pedantic-errors -Wall -Wextra重新编译，如果这是一个扩展，它可能会给你一个错误/警告。（未测试）
不管怎样，MSVC 的链接和 LLVM 的 lld 都无法链接并引发重复符号错误。当没有使用 -extern 引用非静态全局变量时，Clang 也会发出警告。
恭喜你提出了很好的问题。

标签： c

【解决方案1】：

根据C标准分析代码

最新 C 标准的第 6.9/5 节对此进行了介绍：

语义

外部定义是一个外部声明，它也是一个函数（内联定义除外）或对象的定义。如果用外部链接声明的标识符在表达式中使用（不是作为sizeof 或_Alignof 运算符的操作数的一部分，其结果是整数常量），则在整个程序的某处应恰好有一个外部定义为了标识符；否则，不得超过一个。

术语“外部定义”不应与“外部链接”或extern 关键字混淆，它们是完全不同的概念，但拼写相似。

“外部定义”是指不是暂定的定义，也不在函数内部。

关于暂定定义，这在 6.9.2/2 中涵盖：

具有文件范围的对象的标识符声明没有初始化程序，没有存储类说明符或具有存储类说明符 static ，构成暂定定义。如果翻译单元包含一个或多个标识符的暂定定义，并且翻译单元不包含该标识符的外部定义，则行为与翻译单元完全相同包含该标识符的文件范围声明，复合类型截至翻译单元的末尾，初始值设定项等于0。

因此，在您的文件 1.c 中，根据 6.9.2/2，其行为与它所说的 int i = 0; 完全相同。这将是一个外部定义。这意味着 0.c 和 1.c 都表现得好像它们有外部定义，这违反了规则 6.9/5 规定的外部定义不得超过一个。

违反语义规则意味着行为未定义，无需诊断。

解释“未定义行为”的含义

另请参阅： Undefined, unspecified and implementation-defined behavior

如果不清楚，C 标准说“行为未定义”意味着 C 标准没有定义行为。基于不同的符合实现的相同代码（或基于相同符合实现的重新构建）可能表现不同，包括拒绝程序、接受程序或您可能想象的任何其他结果。

（注意 - 某些程序的行为的定义性取决于运行时条件；这些程序不能在编译时被拒绝，并且必须按照指定的方式运行，除非出现导致行为未定义的条件。但是不适用于此问题中的程序，因为所有可能的执行都会违反 6.9/5)。

对于 C 标准未定义行为的情况，编译器供应商可能会或可能不会提供稳定和/或记录的行为。

对于您问题中的代码，编译器供应商提供可靠行为是很常见的（哈哈）；这记录在标准的非规范性附录 J.5.11 中：

J.5 常用扩展

J.5.11 多个外部定义 1 一个对象的标识符可能有多个外部定义，无论是否显式使用关键字extern；如果定义不一致，或者初始化了多个，则行为未定义 (6.9.2)。

如果提供了-fcommon 开关，gcc 编译器似乎实现了这个扩展，如果提供了-fno-common，则禁用它（并且默认设置可能因编译器版本而异）。

脚注：对于 C 标准未定义的行为，我有意避免使用“已定义”一词，因为在我看来，这是造成 OP 混淆的原因之一。

【讨论】：