LLVM优化错误或未定义的行为？

在用clang编译一个更大的项目时，我偶然发现了一个恼人的bug。LLVM优化错误或未定义的行为？

考虑下面的小例子：

unsigned long int * * fee(); 

void foo(unsigned long int q) 
{ 
    unsigned long int i,j,k,e; 
    unsigned long int pows[7]; 
    unsigned long int * * table; 

    e = 0; 
    for (i = 1; i <= 256; i *= q) 
    pows[e++] = i; 
    pows[e--] = i; 

    table = fee(); // need to set table to something unknown 
        // here, otherwise the compiler optimises 
        // parts of the loops below away 
        // (and no bug occurs) 

    for (i = 0; i < q; i++) 
    for (j = 0; j < e; j++) 
     ((unsigned char*)(*table) + 5)[i*e + j] = 0; // bug here 
}

据我所知，这代码不违反任何方式的C标准，虽然最后一行似乎尴尬（在实际项目中，这样的代码由于过度使用预处理宏而出现）。

在优化级别为-O1或更高时编译此语句（版本3.1或更高版本）会导致代码写入内存中错误的位置。

由铛生成的汇编文件的关键部分/ LLVM如下：（这是GAS的语法，所以你们谁是用来英特尔：当心！）

[...] 
    callq _fee 
    leaq 6(%rbx), %r8   ## at this point, %rbx == e-1 
    xorl %edx, %edx 
LBB0_4: 
    [...] 
    movq %r8, %rsi 
    imulq %rdx, %rsi 
    incq %rdx 
LBB0_6: 
    movq (%rax), %rcx   ## %rax == fee() 
    movb $0, (%rcx,%rsi) 
    incq %rsi 
    [conditional jumps back to LBB0_6 resp. LBB0_4] 
    [...]

在其他字，说明做

(*table)[i*(e+5) + j] = 0;

而不是上面写的最后一行。 + 5的选择是任意的，添加（或减去）其他整数会导致相同的行为。所以 - 这是LLVM优化中的一个错误还是存在未定义的行为？

编辑：请注意，如果我在最后一行中遗漏了演员表(unsigned char*)，该错误消失。一般来说，该错误似乎对任何更改都非常敏感。

来源

2013-03-07 m_l

在上面的汇编代码中看不到乘以5（但后来我比Intel更习惯ARM汇编，如果它是Intel :-)），但C代码的最后一行转换为* （（unsigned char *）（* table）+ 5 + i * e + j）'，所以......你确定你把这些大括号放在“e + 5”的正确解释中吗？ – user2116939 2013-03-07 20:13:53

是的，我很确定。这是GAS语法，不是Intel，所以'movq％r8，％rsi'和'imulq％rdx，％rsi'表示'％rsi'将保存'（％rbx + 6）*％rdx =（e + 5 ）*％rdx'。 – 2013-03-07 20:21:27

是的，现在我可以看到这一点。它看起来像一个优化器错误，因为即使有点奇怪，代码仍然足够清晰（但是然后宏可以产生奇怪的输出）。 – user2116939 2013-03-07 20:38:17

我很确定这是一个优化器错误。它在LLVM-2.7和LLVM-3.1中是我唯一可以访问的版本。

我将a bug发布到LLVM Bugzilla。

该错误是证明这个SSCCE：

#include <stdio.h> 

unsigned long int * table; 

void foo(unsigned long int q) 
{ 
    unsigned long int i,j,e; 

    e = 0; 
    for (i = 1; i <= 256; i *= q) 
    e++; 
    e--; 

    for (i = 0; i < q; i++) 
    for (j = 0; j < e; j++) 
     ((unsigned char*)(table) + 13)[i*e + j] = 0; // bug here 
} 

int main() { 
    unsigned long int v[8]; 
    int i; 
    memset(v, 1, sizeof(v)); 

    table = v; 
    foo(2); 

    for(i=0; i<sizeof(v); i++) { 
     printf("%d", ((unsigned char*)v)[i]); 
    } 
    puts(""); 
    return 0; 
}

应该打印

1111111111111000000000000000011111111111111111111111111111111111

下GCC和 “铛-O0”

。使用LLVM观察到的错误输出是

0000000011111111111110000000011111111111111111111111111111111111

感谢您的注意！

来源

2013-03-07 22:11:02 nneonneo

LLVM优化错误或未定义的行为？

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