这是g ++中的优化错误吗?

时间:2011-08-21 18:02:11

标签: c++ linux assembly g++

我不确定我是否在g ++(4.4.1-4ubuntu9)中发现了一个错误,或者我是否正在做 有问题。我相信我所看到的是启用引入的错误 使用g ++ -O2进行优化。我试图将代码提炼到只有 相关部分。

启用优化后,我有一个失败的ASSERT。什么时候 优化被禁用,相同的ASSERT不会失败。我想我已经跟踪了 它归结为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


已启用优化

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

以下是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>

已停用优化

现编译: 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 ++的已清理版本。我刚刚更改了一些名字 并删除了不相关的代码。原谅我的偏执,我只是不想暴露 来自未发表和未发布的作品的代码太多: - )。

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多地混淆或消除了,请告诉我。用户 这段代码叫'perfect_fine_invoker'。通过优化,g ++优化了 'has_any_actions'函数可直接调用'helper_function',即 你可以在集会中看到。

问题

所以,我的问题是,对任何其他人来说,它看起来像是一个错误的优化吗?

如果它有用,我可以发布原始C ++代码的已清理版本。

这是我第一次发布Stack Overflow,所以如果我能做,请告诉我 任何使问题更清晰或提供任何其他信息的事情。

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。

然而,对于将来可能会看到这个问题的人,我找到了答案。我在C(http://blog.regehr.org/archives/213http://blog.llvm.org/2011/05/what-every-c-programmer-should-know.html)中对未定义的行为进行了一些阅读,并且编译器的一些描述使用未定义的行为优化了函数似乎非常熟悉。

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 个答案:

答案 0 :(得分:5)

我认为你看错了。我想编译器会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{{1这里参见第21页http://www.x86-64.org/documentation/abi.pdf

如果查看未经优化的版本,则会在此行保存%rdi寄存器

%rdi

...然后在调用9498: 48 89 bd 38 fe ff ff mov %rdi,-0x1c8(%rbp) 之前,它会将保存的值移动到移动到helper_function的{​​{1}}。

%rax

在优化它时,编译器就可以摆脱所有来回移动。