libstdc++: Avoid overflow in ranges::advance(i, n, bound)
authorJonathan Wakely <jwakely@redhat.com>
Wed, 26 Jan 2022 16:08:51 +0000 (16:08 +0000)
committerJonathan Wakely <jwakely@redhat.com>
Thu, 27 Jan 2022 22:24:29 +0000 (22:24 +0000)
When (bound - i) or n is the most negative value of its type, the
negative of the value will overflow. Instead of abs(n) >= abs(bound - i)
use n >= (bound - i) when positive and n <= (bound - i) when negative.
The function has a precondition that they must have the same sign, so
this works correctly. The precondition check can be moved into the else
branch, and simplified.

The standard requires calling ranges::advance(i, bound) even if i==bound
is already true, which is technically observable, but that's pointless.
We can just return n in that case. Similarly, for i!=bound but n==0 we
are supposed to call ranges::advance(i, n), but that's pointless. An LWG
issue to allow omitting the pointless calls is expected to be filed.

libstdc++-v3/ChangeLog:

* include/bits/ranges_base.h (ranges::advance): Avoid signed
overflow. Do nothing if already equal to desired result.
* testsuite/24_iterators/range_operations/advance_overflow.cc:
New test.

libstdc++-v3/include/bits/ranges_base.h
libstdc++-v3/testsuite/24_iterators/range_operations/advance_overflow.cc [new file with mode: 0644]

index 08e99ebc5d351f63981b5fda6fbd75b0161b8cf5..3c5f4b1790af0734cb0dcba8430b912cd8c83370 100644 (file)
@@ -756,20 +756,23 @@ namespace ranges
          {
            const auto __diff = __bound - __it;
 
-           // n and bound must not lead in opposite directions:
-           __glibcxx_assert(__n == 0 || __diff == 0 || (__n < 0 == __diff < 0));
-           const auto __absdiff = __diff < 0 ? -__diff : __diff;
-           const auto __absn = __n < 0 ? -__n : __n;;
-           if (__absn >= __absdiff)
+           if (__diff == 0)
+             return __n;
+           else if (__diff > 0 ? __n >= __diff : __n <= __diff)
              {
                (*this)(__it, __bound);
                return __n - __diff;
              }
-           else
+           else if (__n != 0) [[likely]]
              {
+               // n and bound must not lead in opposite directions:
+               __glibcxx_assert(__n < 0 == __diff < 0);
+
                (*this)(__it, __n);
                return 0;
              }
+           else
+             return 0;
          }
        else if (__it == __bound || __n == 0)
          return __n;
diff --git a/libstdc++-v3/testsuite/24_iterators/range_operations/advance_overflow.cc b/libstdc++-v3/testsuite/24_iterators/range_operations/advance_overflow.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0fadcd6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,37 @@
+// { dg-options "-std=gnu++20" }
+// { dg-do compile { target c++20 } }
+
+// Public domain testcase from Casey Carter, send to LWG list on 2021-07-24.
+//
+// Here's a compile-only test case for which n is INT_MIN, which will overflow
+// if simply negated to get |n|: https://godbolt.org/z/M7Wz1nW58.
+
+#include <cassert>
+#include <iterator>
+#include <limits>
+
+struct I {
+    using difference_type = int;
+    using value_type = int;
+
+    int x;
+
+    constexpr int operator*() const { return x; }
+    constexpr I& operator++() { ++x; return *this; }
+    constexpr I operator++(int) { ++x; return {x - 1}; }
+    constexpr bool operator==(const I&) const = default;
+
+    constexpr int operator-(const I& that) const { return x - that.x; }
+
+    constexpr I& operator--() { --x; return *this; }
+    constexpr I operator--(int) { --x; return {x - 1}; }
+};
+static_assert(std::bidirectional_iterator<I>);
+static_assert(std::sized_sentinel_for<I, I>);
+
+constexpr bool test() {
+    using L = std::numeric_limits<int>;
+    I i{-2};
+    return std::ranges::advance(i, L::min(), I{-4}) == L::min() + 2;
+}
+static_assert(test());