这是g ++中的优化错误吗？
[英]Is this an optimization bug in g++?
问题描述
我不确定我是否在g ++（4.4.1-4ubuntu9）中发现了一个错误，或者我是否做错了什么。 我相信我所看到的是通过使用g ++ -O2进行优化而引入的错误。 我试图将代码提炼到相关部分。
启用优化后，我有一个失败的ASSERT。 禁用优化时，相同的ASSERT不会失败。 我想我已经将它追溯到一个函数及其调用者的优化。
系统
- 语言：C ++
- Ubuntu 9.10
- g ++ - 4.4.real（Ubuntu 4.4.1-4ubuntu9）4.4.1
- Linux 2.6.31-22-server x86_64
优化已启用
编译对象： g++ -DHAVE_CONFIG_H -I. -fPIC -g -O2 -MT file.o -MD -MP -MF .deps/file.Tpo -c -o file.o file.cpp g++ -DHAVE_CONFIG_H -I. -fPIC -g -O2 -MT file.o -MD -MP -MF .deps/file.Tpo -c -o file.o file.cpp
这是来自objdump -dg file.o的相关代码。
00000000000018b0 <helper_function>:
;; This function takes two parameters:
;; pointer to int: %rdi
;; pointer to int[]: %rsi
18b0: 0f b6 07 movzbl (%rdi),%eax
18b3: 83 f8 12 cmp $0x12,%eax
18b6: 74 60 je 1918 <helper_function+0x68>
18b8: 83 f8 17 cmp $0x17,%eax
18bb: 74 5b je 1918 <helper_function+0x68>
...
1918: c7 06 32 00 00 00 movl $0x32,(%rsi)
191e: 66 90 xchg %ax,%ax
1920: c3 retq
0000000000005290 <buggy_invoker>:
... snip ...
52a0: 48 81 ec c8 01 00 00 sub $0x1c8,%rsp
52a7: 48 8d 84 24 a0 01 00 lea 0x1a0(%rsp),%rax
52ae: 00
52af: 48 c7 84 24 a0 01 00 movq $0x0,0x1a0(%rsp)
52b6: 00 00 00 00 00
52bb: 48 c7 84 24 a8 01 00 movq $0x0,0x1a8(%rsp)
52c2: 00 00 00 00 00
52c7: c7 84 24 b0 01 00 00 movl $0x0,0x1b0(%rsp)
52ce: 00 00 00 00
52d2: 4c 8d 7c 24 20 lea 0x20(%rsp),%r15
52d7: 48 89 c6 mov %rax,%rsi
52da: 48 89 44 24 08 mov %rax,0x8(%rsp)
;; ***** BUG HERE *****
;; Pointer to int[] loaded into %rsi
;; But where is %rdi populated?
52df: e8 cc c5 ff ff callq 18b0 <helper_function>
0000000000005494 <perfectly_fine_invoker>:
5494: 48 83 ec 20 sub $0x20,%rsp
5498: 0f ae f0 mfence
549b: 48 8d 7c 24 30 lea 0x30(%rsp),%rdi
54a0: 48 89 e6 mov %rsp,%rsi
54a3: 48 c7 04 24 00 00 00 movq $0x0,(%rsp)
54aa: 00
54ab: 48 c7 44 24 08 00 00 movq $0x0,0x8(%rsp)
54b2: 00 00
54b4: c7 44 24 10 00 00 00 movl $0x0,0x10(%rsp)
54bb: 00
;; Non buggy invocation here: both %rdi and %rsi loaded correctly.
54bc: e8 ef c3 ff ff callq 18b0 <helper_function>
优化已禁用
现在编译为： g++ -DHAVE_CONFIG_H -I. -fPIC -g -O0 -MT file.o -MD -MP -MF .deps/file.Tpo -c -o file.o file.cpp g++ -DHAVE_CONFIG_H -I. -fPIC -g -O0 -MT file.o -MD -MP -MF .deps/file.Tpo -c -o file.o file.cpp
0000000000008d27 <helper_function>:
;; Still the same parameters here, but it looks a little different.
... snip ...
8d2b: 48 89 7d e8 mov %rdi,-0x18(%rbp)
8d2f: 48 89 75 e0 mov %rsi,-0x20(%rbp)
8d33: 48 8b 45 e8 mov -0x18(%rbp),%rax
8d37: 0f b6 00 movzbl (%rax),%eax
8d3a: 0f b6 c0 movzbl %al,%eax
8d3d: 89 45 fc mov %eax,-0x4(%rbp)
8d40: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax
8d43: 83 f8 17 cmp $0x17,%eax
8d46: 74 40 je 8d88 <helper_function+0x61>
...
000000000000948a <buggy_invoker>:
948a: 55 push %rbp
948b: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
948e: 41 54 push %r12
9490: 53 push %rbx
9491: 48 81 ec c0 01 00 00 sub $0x1c0,%rsp
9498: 48 89 bd 38 fe ff ff mov %rdi,-0x1c8(%rbp)
949f: 48 89 b5 30 fe ff ff mov %rsi,-0x1d0(%rbp)
94a6: 48 c7 45 c0 00 00 00 movq $0x0,-0x40(%rbp)
94ad: 00
94ae: 48 c7 45 c8 00 00 00 movq $0x0,-0x38(%rbp)
94b5: 00
94b6: c7 45 d0 00 00 00 00 movl $0x0,-0x30(%rbp)
94bd: 48 8d 55 c0 lea -0x40(%rbp),%rdx
94c1: 48 8b 85 38 fe ff ff mov -0x1c8(%rbp),%rax
94c8: 48 89 d6 mov %rdx,%rsi
94cb: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
;; ***** NOT BUGGY HERE *****
;; Now, without optimization, both %rdi and %rsi loaded correctly.
94ce: e8 54 f8 ff ff callq 8d27 <helper_function>
0000000000008eec <different_perfectly_fine_invoker>:
8eec: 55 push %rbp
8eed: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
8ef0: 48 83 ec 30 sub $0x30,%rsp
8ef4: 48 89 7d d8 mov %rdi,-0x28(%rbp)
8ef8: 48 c7 45 e0 00 00 00 movq $0x0,-0x20(%rbp)
8eff: 00
8f00: 48 c7 45 e8 00 00 00 movq $0x0,-0x18(%rbp)
8f07: 00
8f08: c7 45 f0 00 00 00 00 movl $0x0,-0x10(%rbp)
8f0f: 48 8d 55 e0 lea -0x20(%rbp),%rdx
8f13: 48 8b 45 d8 mov -0x28(%rbp),%rax
8f17: 48 89 d6 mov %rdx,%rsi
8f1a: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
;; Another example of non-optimized call to that function.
8f1d: e8 05 fe ff ff callq 8d27 <helper_function>
原始C ++代码
这是原始C ++的清理版本。 我刚刚更改了一些名称并删除了不相关的代码。 原谅我的偏执狂，我只是不想从未发表和未发布的工作中暴露太多代码:-)。
static void helper_function(my_struct_t *e, int *outArr)
{
unsigned char event_type = e->header.type;
if (event_type == event_A || event_type == event_B) {
outArr[0] = action_one;
} else if (event_type == event_C) {
outArr[0] = action_one;
outArr[1] = action_two;
} else if (...) { ... }
}
static void buggy_invoker(my_struct_t *e, predicate_t pred)
{
// MAX_ACTIONS is #defined to 5
int action_array[MAX_ACTIONS] = {0};
helper_function(e, action_array);
...
}
static int has_any_actions(my_struct_t *e)
{
int actions[MAX_ACTIONS] = {0};
helper_function(e, actions);
return actions[0] != 0;
}
// *** ENTRY POINT to this code is this function (note not static).
void perfectly_fine_invoker(my_struct_t e, predicate_t pred)
{
memfence();
if (has_any_actions(&e)) {
buggy_invoker(&e, pred);
}
...
}
如果您认为我已经过度混淆或消除了太多，请告诉我。 此代码的用户称为“perfect_fine_invoker”。 通过优化，g ++将'has_any_actions'函数优化为直接调用'helper_function'，您可以在程序集中看到它。
问题
所以，我的问题是，对任何人来说，它看起来像一个错误的优化吗？
如果它有用，我可以发布原始C ++代码的清理版本。
这是我第一次发布Stack Overflow，所以如果我能做任何事情来让问题更清楚，或者提供任何其他信息，请告诉我。
答案
编辑（事后几天）：
我在下面接受了我的问题的答案 - 这不是g ++中的优化错误，我只是看错了汇编代码。
但是，对于将来可能会看到这个问题的人，我找到了答案。 我在C中对未定义的行为做了一些阅读（ http://blog.regehr.org/archives/213和http://blog.llvm.org/2011/05/what-every-c-programmer-should-know。 html ）和编译器的一些描述优化了带有未定义行为的函数似乎非常熟悉。
我在函数'helper_function'中添加了一些NULL指针检查，并且看到...... bug消失了。 我应该开始使用NULL指针检查，但显然没有让它们允许g ++做任何想做的事情（在我的情况下，优化掉调用）。
希望这些信息有助于未来的人。
1 个解决方案
解决方案1
5 已采纳 2011-08-21 19:05:01
我觉得你在看错了。 我想编译器注意到你的函数很短并且没有触及%rdi寄存器所以它只是不管它（你有与第一个参数相同的变量，我想这是放在%rdi 。参见第21页这里http://www.x86-64.org/documentation/abi.pdf ）
如果查看未优化的版本，它会在此行保存%rdi寄存器
9498: 48 89 bd 38 fe ff ff mov %rdi,-0x1c8(%rbp)
...然后在调用helper_function之前，它将保存的值移动到移动到%rdi %rax中。
94c1: 48 8b 85 38 fe ff ff mov -0x1c8(%rbp),%rax
94c8: 48 89 d6 mov %rdx,%rsi
94cb: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
在优化它时，编译器就可以摆脱所有来回移动。
它是g ++和clang ++优化的错误吗？
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