6.6 Program and linkage [basic.link] C++N4910:2022 (20) p56.cpp

# はじめに(Introduction)

N4910  Working Draft, Standard for Programming Language C++

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2022/n4910.pdf

n4910は、ISO/IEC JTC1 SC22 WG21の作業原案(Working Draft)です。
公式のISO/IEC 14882原本ではありません。
ISO/IEC JTC1 SC22 WG21では、可能な限り作業文書を公開し、幅広い意見を求めています。
一連の記事はコード断片をコンパイルできる形にする方法を検討してコンパイル、リンク、実行して、規格案の原文と処理系(g++, Clang++)との違いを確認し、技術内容を検討し、ISO/IEC JTC1 SC22 WG21にフィードバックするために用います。
また、CERT C++, MISRA C++等のコーディング標準のコード断片をコンパイルする際の参考にさせていただこうと考えています。CERT C++, MISRA C++が標準化の動きとの時間的なずれがあれば確認できれば幸いです。また、boostライブラリとの関連、Linux OS, TOPPERSカーネル、g++(GCC), clang++(LLVM）との関係も調査中です。
何か、抜け漏れ、耳より情報がありましたらおしらせくださると幸いです。

## 背景(back ground)
C/C++でコンパイルエラーが出ると、途方にくれることがしばしばあります。
何回かに１回は、該当するエラーが検索できます。
ただ、条件が違っていて、そこでの修正方法では目的を達成しないこともしばしばです。いろいろな条件のコンパイルエラーとその対応方法について、広く記録することによって、いつか同じエラーに遭遇した時にやくに立つことを目指しています。

この半年の間で、三度、自分のネットでの記録に助けられたことがあります。
また過去に解決できなかった記録を１０種類以上、最近になって解決できたことがあります。それは、主に次の３つの情報に基づいています。

https://stackoverflow.com
https://cpprefjp.github.io
http://ja.cppreference.com/

また
https://researchmap.jp/joub9b3my-1797580/#_1797580
に記載したサイトのお世話になっています。


## 作業方針(sequence)
Clang++では-std=c++03, C++2bの2種類
g++では-std=c++03, c++2bの２種類
でコンパイルし、

１）コンパイルエラーを収集する。
２）コンパイルエラーをなくす方法を検討する。
コンパイルエラーになる例を示すだけが目的のコードは、コンパイルエラーをなくすのではなく、コンパイルエラーの種類を収集するだけにする。
文法を示すのが目的のコード場合に、コンパイルエラーをなくすのに手間がかかる場合は、順次作業します。
３）リンクエラーをなくす方法を検討する。
文法を示すのが目的のコード場合に、リンクエラーをなくすのに手間がかかる場合は、順次作業します。
４）意味のある出力を作る。
コンパイル、リンクが通っても、意味のある出力を示そうとすると、コンパイル・リンクエラーが出て収拾できそうにない場合がある。順次作業します。

１）だけのものから４）まで進んだものと色々ある状態です。一歩でも前に進むご助言をお待ちしています。「検討事項」の欄に現状を記録するようにしています。


### C++N4910:2022 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882(0) sample code compile list  

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fc957ddddd402004bb91


### C++N4741, 2018 Standard Working Draft on ISO/IEC 14882 sample code compile list
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/3294c014044550896010

### C++N4606, 2016符号断片編纂一覧(example code compile list)
C++N4606, 2016 Working Draft 2016, ISO/IEC 14882, C++ standard(1) Example code compile list
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/df5d62c35bd6ed1c3d43/

### C++N3242, 2011 sample code compile list on clang++ and g++
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/685b5c1a2c17c1bf1318

## 編纂器(Compiler)
### clang++ --version
Debian clang version 14.0.5-++20220610033153+c12386ae247c-1~exp1~20220610153237.151
Target: x86_64-pc-linux-gnu
Thread model: posix
InstalledDir: /usr/bin

### g++- --version
g++ (GCC) 12.1.0
Copyright (C) 2022 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.

# 6.6 Program and linkage [basic.link] C++N4910:2022 (20) p56.cpp

## 算譜(source code)

```c++:p54.cpp
// C++N4910 Committee Draft, Standard for Programming Language C++
// http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2022/n4910.pdf
const char * msg="6.6 Program and linkage [basic.link] C++N4910:2022 (20) p56.cpp";
// Edited by Dr. Ogawa Kiyoshi. Compile procedure and results record.

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstring>

using namespace std;

// [Example 1 :
static void f();
extern "C" void h();
static int i = 0; // #1
void q() {
extern void f(); // internal linkage
extern void g(); // ::g, external linkage
extern void h(); // C language linkage
int i; // #2: i has no linkage
{
extern void f(); // internal linkage
extern int i; // #3: internal linkage
}
}
// Even though the declaration at line #2 hides the declaration at line #1, the declaration at line #3 still redeclares #1 and receives internal linkage. —
// [Example 2 :
"decls.h":
int f(); // #1, attached to the global module
int g(); // #2, attached to the global module
Module interface of M:
module;
#include "decls.h"
export module M;
export using ::f; // OK, does not declare an entity, exports #1
int g(); // error: matches #2, but attached to M
export int h(); // #3
export int k(); // #4
Other translation unit:
import M;
static int h(); // error: matches #3
int k(); // error: matches #4
// [Example 3 :
int f(int x, int x); // error: different entities for x
void g(); // #1
void g(int); // OK, different entity from #1
int g(); // error: same entity as #1 with different type
void h(); // #2
namespace h {} // error: same entity as #2, but not a function
//  [Example 4 :
// Translation unit #1:
export module A;
static void f() {}
inline void it() { f(); } // error: is an exposure of f
static inline void its() { f(); } // OK
template<int> void g() { its(); } // OK
template void g<0>();
decltype(f) *fp; // error: f (though not its type) is TU-local
auto &fr = f; // OK
constexpr auto &fr2 = fr; // error: is an exposure of f
constexpr static auto fp2 = fr; // OK
struct S { void (&ref)(); } s{f}; // OK, value is TU-local
constexpr extern struct W { S &s; } wrap{s}; // OK, value is not TU-local
static auto x = []{f();}; // OK
auto x2 = x; // error: the closure type is TU-local
int y = ([]{f();}(),0); // error: the closure type is not TU-local
int y2 = (x,0); // OK
namespace N {
struct A {};
void adl(A);
static void adl(int);
}
void adl(double);
inline void h(auto x) { adl(x); } // OK, but a specialization might be an exposure
// Translation unit #2:
/*
module A;
void other() {
g<0>(); // OK, specialization is explicitly instantiated
g<1>(); // error: instantiation uses TU-local its
h(N::A{}); // error: overload set contains TU-local N::adl(int)
h(0); // OK, calls adl(double)
adl(N::A{}); // OK; N::adl(int) not found, calls N::adl(N::A)
fr(); // OK, calls f
constexpr auto ptr = fr; // error: fr is not usable in constant expressions here
}
*/
int main() { 
  cout<< msg << endl;
  return EXIT_SUCCESS;
}
```
別ファイル
```cpp:p56a.cpp
// Translation unit #2:
module A;
void other() {
g<0>(); // OK, specialization is explicitly instantiated
g<1>(); // error: instantiation uses TU-local its
h(N::A{}); // error: overload set contains TU-local N::adl(int)
h(0); // OK, calls adl(double)
adl(N::A{}); // OK; N::adl(int) not found, calls N::adl(N::A)
fr(); // OK, calls f
constexpr auto ptr = fr; // error: fr is not usable in constant expressions here
}
```
## Script

```bash:clgc.sh
#!/bin/sh
rm $1l
rm $1g
echo "$ clang++ $1.cpp -std=03 -o $1l -I. -Wall" 
clang++ $1.cpp -std=c++03 -o $1l -I. -Wall
if [  -e $1l ]; then
./$1l 
fi
rm $1l
echo "$ clang++ $1.cpp -std=2b -o $1l -I. -Wall"
clang++ $1.cpp -std=c++2b -o $1l -I. -Wall
if [  -e $1l ]; then
./$1l
fi
echo "\r"
echo "$ g++ $1.cpp -std=03 -o $1g -I. -Wall"
g++ $1.cpp -std=c++03 -o $1g -I. -Wall
if [ -e $1g ]; then
./$1g
fi
rm $1g
echo "\r"
echo "$ g++ $1.cpp -std=2b -o $1g -I. -Wall"
g++ $1.cpp -std=c++2b -o $1g -I. -Wall
if [ -e $1g ]; then
./$1g 
fi
```
## 編纂・実行結果(compile and go)

```ubuntu:bash
# clang++ p56.cpp p56a.cpp -std=c++2b -Wall
p56.cpp:20:5: warning: unused variable 'i' [-Wunused-variable]
int i; // #2: i has no linkage
    ^
p56.cpp:28:1: error: expected unqualified-id
"decls.h":
^
p56.cpp:30:5: error: functions that differ only in their return type cannot be overloaded
int g(); // #2, attached to the global module
~~~ ^
p56.cpp:18:13: note: previous declaration is here
extern void g(); // ::g, external linkage
       ~~~~ ^
p56.cpp:31:1: error: unknown type name 'Module'
Module interface of M:
^
p56.cpp:31:17: error: expected ';' after top level declarator
Module interface of M:
                ^
                ;
p56.cpp:33:10: fatal error: 'decls.h' file not found
#include "decls.h"
         ^~~~~~~~~
1 warning and 5 errors generated.
p56a.cpp:2:1: error: definition of module 'A' is not available; use -fmodule-file= to specify path to precompiled module interface
module A;
^
p56a.cpp:4:1: error: use of undeclared identifier 'g'
g<0>(); // OK, specialization is explicitly instantiated
^
p56a.cpp:5:1: error: use of undeclared identifier 'g'
g<1>(); // error: instantiation uses TU-local its
^
p56a.cpp:6:3: error: use of undeclared identifier 'N'
h(N::A{}); // error: overload set contains TU-local N::adl(int)
  ^
p56a.cpp:7:1: error: use of undeclared identifier 'h'
h(0); // OK, calls adl(double)
^
p56a.cpp:8:5: error: use of undeclared identifier 'N'
adl(N::A{}); // OK; N::adl(int) not found, calls N::adl(N::A)
    ^
p56a.cpp:9:1: error: use of undeclared identifier 'fr'
fr(); // OK, calls f
^
p56a.cpp:10:22: error: use of undeclared identifier 'fr'
constexpr auto ptr = fr; // error: fr is not usable in constant expressions here
                     ^
8 errors generated.
```

## 検討事項(agenda)
コンパイルエラーを取るか、コンパイルエラーの理由を解説する。

# 参考資料(reference)

C++ Error Message Collection(1)does not name a type, 11 articles

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/acb9f1a9b5aad6df06bd

dockerにclang

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/8829ffeee397eda50e80

docker gnu(gcc/g++) and llvm(clang/clang++)

https://qiita.com/drafts/059874ea39c4de64c0f7

コンパイル用shell script C版(clangとgcc)とC++版(clang++とg++)

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/74220c0577a512c2d7da

Compare the contents of C++N4910:2022, C++N4741:2018 and C++N4606:2015

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/483246d40f98abff7ded

C++ sample list

https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/54ad75b73825b7c04f86


C++N4606 Working Draft 2016, ISO/IEC 14882, C++ standardのコード断片をコンパイルするためにしていること
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/a8d7ee2f2e29e76c19c1

コンパイル用shell script C版(clangとgcc)とC++版(clang++とg++)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/74220c0577a512c2d7da

Clang/Clang++(LLVM) gcc/g++(GNU) コンパイラ警告等比較
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/9a82b958cc3aeef0403f

C++2003とC++2017でコンパイルエラーになるならない事例集
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/a13ea3823441c430edff

Qiitaに投稿するCのStyle例(暫定)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/946df1528a6a1ef2bc0d

cpprefjpのdecltypeをコンパイル試験
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/090909af702f0d5d8a67

MISRA C++ 5-0-16
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/7df2d4e05db724752a74

C++ Templates Part1 BASICS Chapter 3. Class Templates 3.2 Use of Class Template Stack stack1test.cpp
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/cd5fc49106fad5a4e9ed

ISO/IEC TS 17961:2013 C Secure Coding Rules(1) All list(to be confirmed)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/54e056195c4f11b850a1

C言語（C++)に対する誤解、曲解、無理解、爽快。
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/3f3992c9722c1cee2e3a

C Puzzle Bookの有り難み5つ、C言語規格及びCコンパイラの特性を認識
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/d89a48c1536a02ecdec9

'wchar.h' file not found で困った clang++ macOS
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/de15cd46d657517fac11

Open POSIX Test Suiteの使い方を調べはじめました
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/644d5e407f5faf96e6dc

MISRA-C 2012 Referenceに掲載している文献の入手可能性を確認
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/96dc8b125e462d5575bb

どうやって MISRA Example Suiteをコンパイルするか
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/fbdbff5ff696e2ca7f00

MISRA C まとめ #include <misra_c.h>
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f1a79a7cbd281607c7c9

「C++完全理解ガイド」の同意できること上位10
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/aa5744e0c4a8618c7671

# 文書履歴(document history)
ver. 0.01 初稿 　20220619