コグノスケ

Ubuntu 14.04のccacheの謎

昨日（2018年3月23日の日記参照）でGCC 7とUbuntu 14.04のccache 3.1.9を組み合わせると、暗黙のフォールスルー警告が誤動作する現象を紹介しました。

int a(int i)
{
	switch (i) {
	case 0:
		i = 2;
		/* Fall through */
	case 1:
		i = 3;
		break;
	default:
		return 0;
	}

	return 0;
}

なぜそうなるのか、ざっと見てみました。使うのは下記のスクリプトです。引数をファイル /tmp/aaa.txtに「追記」でダンプした後、本物のGCCを起動するスクリプトです。

引数のダンプを標準出力に出さない理由は、標準出力がccacheに取られて見えないから、「追記」モードで出力する理由はccacheがgccを2回起動するからです。sleep 10を入れた理由は、引数に一時ファイルを指定されたとき消える前に見たいからです。

#!/bin/sh

echo $* >> /tmp/aaa.txt
sleep 10

gcc_ $*

使い方は /usr/bin/gccを /usr/bin/gcc_ にリネームし、このスクリプトを /usr/bin/gccとして配置するだけです。ではやってみましょうか。

-Wimplicit-fallthrough=3 -E a.c
-Wimplicit-fallthrough=3 -c -o a.o a.c

最初にGCCをプリプロセッサのみ（-E）で起動し、次にGCCを元の引数（-c -o a.o a.c）で起動しています。

-Wimplicit-fallthrough=3 -c -E a.c
-Wimplicit-fallthrough=3 -c -o /home/katsuhiro/.ccache/d/a/8431625291455df2df790a4c34be0d-395.o.tmp.blackbird.18397 /home/katsuhiro/.ccache/tmp/a.tmp.blackbird.18397.i

プリプロセッサのみで起動するところは同じですが、その後が違っていて、一時ファイルをコンパイルするように指定しています。このファイルが怪しいですね。

# 1 "a.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 31 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 32 "<command-line>" 2
# 1 "a.c"
int a(int i)
{
 switch (i) {
 case 0:
  i = 2;

 case 1:
  i = 3;
  break;
 default:
  return 0;
 }

 return 0;
}

見たところプリプロセッサ出力をそのまま保存しているようです。case 1: の前にあったコメント /* Fall through */ が消えていますので、-Wimplicit-fallthrough=3でも警告が出てしまいます。

GCC 6までは、元のコードと、プリプロセッサ出力（コメントが全て消える）の間で、警告内容に差は無かったのだろうと思われますが、-Wimplicit-fallthroughは「コメントの内容」によって動作が変わるオプションのため、誤動作を引き起こしたようです。

対策

Ubuntu 14.04にGCC 7は採用されていませんが、クロスコンパイラなどでGCC 7とご対面する可能性があります（自分がそうでした）。

対策としては、

• Ubuntu 14からUbuntu 17系に移行（3/28 Ubuntu 16 → 17に訂正、Ubuntu 16でもccacheが古いのでダメ）
• Ubuntu 14じゃなきゃダメな人はccacheだけ新しいバージョンに強制上書き
• コンパイル速度の低下を許せるならGCC 7のときだけccacheを無効化
• 考えるのが面倒ならccacheをアンインストール

辺りが考えられます。

Ubuntu 14.04とccacheとGCC 7

会社で超ハマったのでメモしておきます。

GCC 7からswitch-case文において、暗黙のフォールスルーを警告する機能 -Wimplicit-fallthroughが実装されました。動作の仕様についてはRedHatの解説（リンク）が詳しいです。

フォールスルーの警告オプションは -Wimplicit-fallthrough=3のように指定しますが、オプションを直接指定するより-Wextraの指定により勝手にONにされている、というパターンが多いのではないでしょうか。ちなみに -WallではONになりません。

Ubuntu 14.04のccache 3.1.9とこのフォールスルー警告オプションを組み合わせると変な挙動を示します。まずはこんなプログラムを用意します。

int a(int i)
{
	switch (i) {
	case 0:
		i = 2;
		/* Fall through */
	case 1:
		i = 3;
		break;
	default:
		return 0;
	}

	return 0;
}

このプログラムは、フォールスルーの警告オプションのレベルを4以上にすると、警告が発生します。ちなみにデフォルトの警告レベルは3ですから、レベルを指定しない場合や、-Wextraなどでは警告は発生しません。

$ gcc --version

gcc (Debian 7.3.0-11) 7.3.0
Copyright (C) 2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.


$ gcc -Wextra a.c -c -o a.o
★警告無し★


$ gcc -Wimplicit-fallthrough a.c -c -o a.o
★警告無し★


$ gcc -Wimplicit-fallthrough=3 a.c -c -o a.o
★警告無し★


$ gcc -Wimplicit-fallthrough=4 a.c -c -o a.o

a.c: In function ‘a’:
a.c:5:5: warning: this statement may fall through [-Wimplicit-fallthrough=]
   i = 2;
   ~~^~~
a.c:7:2: note: here
  case 1:
  ^~~~

しかしUbuntu 14.04の古いccacheを経由してGCCを起動すると、おかしなことが起きます。警告されないはずのレベルを指定しても警告が出てしまうのです……。

$ ./ccache --version

ccache version 3.1.9

Copyright (C) 2002-2007 Andrew Tridgell
Copyright (C) 2009-2011 Joel Rosdahl

This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
Foundation; either version 3 of the License, or (at your option) any later
version.


$ gcc -Wimplicit-fallthrough=3 a.c -c -o a.o
★警告無し★


$ ./ccache gcc -Wimplicit-fallthrough=3 a.c -c -o a.o

a.c: In function ‘a’:
a.c:5:5: warning: this statement may fall through [-Wimplicit-fallthrough=]
   i = 2;
   ~~^~~
a.c:7:2: note: here
  case 1:
  ^~~~
★なぜか警告が出る★

とても不思議ですが、新しいccacheだとこの現象は発生しません。

$ ccache --version

ccache version 3.4.1

Copyright (C) 2002-2007 Andrew Tridgell
Copyright (C) 2009-2018 Joel Rosdahl

This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
Foundation; either version 3 of the License, or (at your option) any later
version.


$ ccache gcc -Wimplicit-fallthrough=3 a.c -c -o a.o
★警告無し★

推測の域を出ませんがccacheのバグなんだろうなあとは思います。

Ubuntu 14.04のGCCは4.8だから無関係？

Ubuntu 14.04のGCCは4.8なので、無関係かと思うかもしれませんが、外部から持ってきたクロスコンパイル用のツールチェーンでも同じことが起きます。x86用だろうがARM用だろうが、GCC 7のとある警告オプションを使うとハマります。

リアル脱出ゲーム、初クリア

名古屋旅行の一つの目的である、リアル脱出ゲーム（進撃の巨人とのコラボ作品）に参加しました。少なくとも5回は参加していると思いますが、初めてクリアできました。やった。名古屋まで来た甲斐がありました。

一緒に参加した仲間に恵まれました皆さん経験者なのはもちろんのこと、問題解決のスピードも質も最高でした。

初クリアにして、パーフェクト（※）に解けました。充実感が凄い。

（※）問題が解けないけど、当てずっぽうで答えを推測などせず、全ての答えを導いてクリアしたという意味で使っています。

クリアしたチームは23チーム中4チームでした。

クリアした感想

クリアして初めて分かったのですが、今まで参加したリアル脱出ゲームは、到底クリアできないペースだったことが良くわかりました……。脱出成功のときの、問題を解くペースは凄まじく早いです。

今回は6人チームで、チェックポイントごとに6問同時に問題が出るタイプでしたが、1人1問ずつ問題を即答しないと時間が足りません。

悩んで止まるとほぼクリアは無理です。

制限時間60分で、最終問題の答えを出した段階で、残り時間は10分くらいでした。

もしや一番最初にクリアできたか？と思ったのですが、一番ではありませんでした。上には上がいますねー。

メモ: 技術系の話はFacebookから転記しておくことにした。