为什么Xcode / LLVM优化了此方法在编译ARM64时返回的变量

Question

  

这是一个已知错误，已在错误ID ＃16040090

下提交给bugreporter.apple.com      

NB：此问题仅在64位（A7）iOS设备上可重现。如果在模拟器或32位设备上运行，它可以正常工作。

     

请注意：这个错误似乎在LLVM 5.1中得到修复，这是Xcode 5.1的默认编译器（目前处于测试阶段）。

我有一个方法-pointValue（见下文），在优化级别设置为-O0的情况下编译时工作正常，但使用-Os（发布版本的默认值）编译器优化设置变量point的行。 point用作返回值，因此调用此方法的任何其他方法都会获得随机值。

可以通过将points变量声明为volatile来解决此问题。但是，为什么编译器认为它可以删除行设置points？这与我编写方法的方式有关吗？

- (CGPoint)pointValue
{
    ULongLong encodedPoint = [self unsignedLongLongValue];
    ULongLong *values = [self splitEncodedInteger:encodedPoint withShift:SHIFT];

    //volatile is required to prevent optimising out
    volatile CGPoint point = CGPointMake(values[0], values[1]);

    free(values); //clean up

    return point;
}

NB： -splitEncodedInteger:withShift:使用malloc（）创建一个被重新调整的2元素数组，然后被调用者调用此内存为free。

根据要求，-splitEncodedInteger:withShift:

的代码

- (ULongLong *)splitEncodedInteger:(ULongLong)encocedInteger withShift:(int)shiftValue
{
    ULongLong *splitFloats = malloc(sizeof(ULongLong) * 2);

    splitFloats[0] = (encocedInteger >> shiftValue);
    splitFloats[1] = encocedInteger - ((encocedInteger >> shiftValue) << shiftValue);

    return splitFloats;
}

完整source code个编码类别可以是found on GitHub。

示例项目

根据几位评论者的要求，我创建了一个simple test project。 但是，即使设置了所有构建设置以匹配原始项目，我自己也无法重现该问题。该错误仅显示 on device 。

我唯一能看到的不同是当项目运行完全优化时，LLDB可以读取一些变量，并尝试将它们打印到控制台我得到了这个：

(CGSize) size = <no location, value may have been optimized out>

这正是我对失败的项目所得到的，但在这种情况下，传递其中一个“优化的”变量只会提供随机数据（导致创建大量视图[或无法创建]）。

以下是分别使用-O0和-Ofast运行的示例应用程序的屏幕截图。

使用-O0运行的示例应用程序（无优化），您可以看到有关变量的信息

使用-Ofast（完全优化）运行的示例应用，无法查看有关变量的信息

在设备上运行

这是运行ton设备且优化关闭时的输出：

2014-02-10 11:36:00.771 optimisation-bug[461:60b] *** Compiling with no optmisations, the code should work as expected ***
2014-02-10 11:36:00.773 optimisation-bug[461:60b] encodedRect: 50332672
2014-02-10 11:36:00.774 optimisation-bug[461:60b] encodedSize: 45089712
2014-02-10 11:36:00.775 optimisation-bug[461:60b] encodePoint: 2621480
2014-02-10 11:36:05.629 optimisation-bug[461:60b] rect: {{0, 0}, {768, 1024}}
2014-02-10 11:36:06.099 optimisation-bug[461:60b] size: {688, 944}
2014-02-10 11:36:06.101 optimisation-bug[461:60b] point: 40.000000, 40.000000
2014-02-10 11:36:06.103 optimisation-bug[461:60b] DONE

这是在具有完全优化的设备上运行时的输出：

2014-02-10 11:44:53.975 optimisation-bug[471:60b] >>> Compiling with -Os optmisations, the code should *NOT* work as expected <<<
2014-02-10 11:44:53.977 optimisation-bug[471:60b] encodedRect: 50332672
2014-02-10 11:44:53.977 optimisation-bug[471:60b] encodedSize: 45089712
2014-02-10 11:44:53.978 optimisation-bug[471:60b] encodePoint: 2621480
2014-02-10 11:44:58.176 optimisation-bug[471:60b] rect: {{1.3464973428307575e+19, 6174053600}, {1.3464973428307575e+19, 1.2554206452792682e+58}}
2014-02-10 11:44:58.178 optimisation-bug[471:60b] size: {1.3464973428307575e+19, 6174053568}
2014-02-10 11:44:58.180 optimisation-bug[471:60b] point: 13464973428307574784.000000, 6174053568.000000
2014-02-10 11:44:58.182 optimisation-bug[471:60b] DONE

Answer 1

这个问题似乎是arm64编译器中的一个错误; armv7（s）和x86（模拟器）运行代码没有问题。

- (CGPoint)pointValue
{
    ULongLong encodedPoint = [self unsignedLongLongValue];
    ULongLong *values = [self splitEncodedInteger:encodedPoint withShift:SHIFT];

    //volatile is required to prevent optimising out
    /*volatile*/ CGPoint point = CGPointMake(values[0], values[1]);

    free(values); //clean up

    return point;
}

似乎正在发生的事情是free(values)行在优化阶段被重新排序，并在CGPointMake(...)之前运行，导致pointer返回垃圾值。

感谢Mike Ash，CRD和Rob Napier。