LLVM Compiler Optimierungsfehler oder was?

Question

Ich stolperte in ein lustiges Problem, das ich nicht verstehen kann.

Hintergrund ist:

• LLVM 4.2 Compiler auf XCode
• mit C++ kompiliert 11 Unterstützung
• mit -Os zusammengestellt
• zusammengestellt für ARMv7/armv7s Architektur

Jetzt Ich habe festgestellt, dass ein Problem mit Code vorliegt, der nur beim Kompilieren mit aktivierten Optimierungen vorhanden ist.

Der Code ist, wörtlich:

static int foo(int tx, int sx, int w) 
{ 
    int vs = 60; 

    if (sx < vs*2 && tx > w - vs*2) 
    return (sx + w - tx); 
    else if (sx > w - vs*2 && tx < vs*2) 
    return -(w - sx + tx); 
    else 
    return sx - tx; 
} 

nun durch mit LLDB werde ich trat Code einen seltsamen Fehler aufzuspüren, und dies führt mich zu erkennen, dass der erste Zweig der if mit Eingang genommen wird

sx = 648 
tx = 649 
w = 768 
vs = 60 

(diese Werte werden von direkt aus der Einheimischen Tisch in XCode genommen, bin ich LLDB über nicht in der Lage vs abzufragen, weil ich es wird optimiert erraten.)

Der erste Zweig ist dann if (648 < 120 && ..., also sollte es keine Möglichkeit geben, es zu nehmen, aber es passiert tatsächlich. Wenn ich mit -O0 kompiliere, verschwindet der Fehler einfach. Eine weitere lustige Sache ist die Tatsache, dass für sx = 647 und tx = 648 der Fehler nicht auftritt.

Jetzt sind die Dinge zwei: oder ich vermisse etwas so offensichtlich, dass 10 Stunden Debuggen verbieten mir zu sehen, oder es gibt eine Art von Bug in einer Optimierung.

Irgendwelche Hinweise?

Einige mehr Hintergrund, ist dies die ASM generiert:

.private_extern __ZN5Utils12wrapDistanceEiii 
    .globl __ZN5Utils12wrapDistanceEiii 
    .align 2 
    .code 16      @ @_ZN5Utils12wrapDistanceEiii 
    .thumb_func __ZN5Utils12wrapDistanceEiii 
__ZN5Utils12wrapDistanceEiii: 
    .cfi_startproc 
Lfunc_begin9: 
@ BB#0: 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:tx <- R0+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:sx <- R1+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:w <- R2+0 
    @DEBUG_VALUE: vs <- 60+0 
    sub.w r3, r2, #120 
    cmp r1, #119 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:tx <- R0+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:sx <- R1+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:w <- R2+0 
    it le 
    cmple r3, r0 
Ltmp42: 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:tx <- R0+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:sx <- R1+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:w <- R2+0 
    ittt lt 
    sublt r0, r1, r0 
Ltmp43: 
    addlt r0, r2 
    @DEBUG_VALUE: vs <- 60+0 
    bxlt lr 
Ltmp44: 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:tx <- R0+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:sx <- R1+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:w <- R2+0 
    @DEBUG_VALUE: vs <- 60+0 
    cmp r3, r1 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:tx <- R0+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:sx <- R1+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:w <- R2+0 
    it lt 
    cmplt r0, #119 
Ltmp45: 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:tx <- R0+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:sx <- R1+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:w <- R2+0 
    itttt le 
    suble r1, r2, r1 
Ltmp46: 
    addle r0, r1 
Ltmp47: 
    rsble r0, r0, #0 
    @DEBUG_VALUE: vs <- 60+0 
    bxle lr 
Ltmp48: 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:tx <- R0+0 
    @DEBUG_VALUE: wrapDistance:sx <- R1+0 
    @DEBUG_VALUE: vs <- 60+0 
    subs r0, r1, r0 
Ltmp49: 
    @DEBUG_VALUE: vs <- 60+0 
    bx lr 
Ltmp50: 
Lfunc_end9: 
    .cfi_endproc 

Wenn ich einen Druck setzen, zB printf("%d < %d - %d",sx,vs*2,sx < vs*2) vor dem if-Klausel dann verschwindet der Fehler.

Diese einfache Testfall exibits das Problem:

for (int i = 0; i < 767; ++i) 
{ 
    printf("test: %d, %d, %d",i,i+1,Utils::wrapDistance(i+1, i, 768)) 
} 

... 
test: 641, 642, -1 
test: 642, 643, -1 
test: 643, 644, -1 
test: 644, 645, -1 
test: 645, 646, -1 
test: 646, 647, -1 
test: 647, 648, -1 
test: 648, 649, -769 
test: 649, 650, -1 
test: 650, 651, -1 
test: 651, 652, -1 
test: 652, 653, -1 
test: 653, 654, -1 
test: 654, 655, -1 
... 

EDIT2

ich es geschafft, die Fehler in einem Stand-alone-Programm zu reproduzieren, ich ein leeres iOS Projekt gerade erstellt haben, dann definiert ich die Funktion zweimal, einmal in der AppDelegate.mm, um direkt von der gleichen Datei aufgerufen zu werden, und eine andere in einer separaten Datei:

Test.h

Test.cav

#include "Test.h" 

int Utils::wrapDistance(int tx, int sx, int w) 
{ 
    int vs = 60; 

    if (sx < vs*2 && tx > w - vs*2) 
    return (sx + w - tx); 
    else if (sx > w - vs*2 && tx < vs*2) 
    return -(w - sx + tx); 
    else 
    return sx - tx; 
} 

AppDelegate.mm

#import "AppDelegate.h" 
#include "Test.h" 

int wrapDistance(int tx, int sx, int w) 
{ 
    int vs = 60; 

    if (sx < vs*2 && tx > w - vs*2) 
    return (sx + w - tx); 
    else if (sx > w - vs*2 && tx < vs*2) 
    return -(w - sx + tx); 
    else 
    return sx - tx; 
} 

@implementation AppDelegate 

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions 
{ 
    ... 

    for (int i = 0; i < 767; ++i) 
    { 
    NSLog(@"test inside: %d, %d, %d",i,i+1,wrapDistance(i+1, i, 768)); 
    NSLog(@"test outside: %d, %d, %d",i,i+1,Utils::wrapDistance(i+1, i, 768)); 
    } 

    return YES; 
} 

... 

OUTPUT

test inside: 644, 645, -1 
test outside: 644, 645, -1 
test inside: 645, 646, -1 
test outside: 645, 646, -1 
test inside: 646, 647, -1 
test outside: 646, 647, -1 
test inside: 647, 648, -1 
test outside: 647, 648, -1 
test inside: 648, 649, -1 
test outside: 648, 649, -769 
test inside: 649, 650, -1 
test outside: 649, 650, -1 
test inside: 650, 651, -1 
test outside: 650, 651, -1 
test inside: 651, 652, -1 
test outside: 651, 652, -1 

Wie Sie sehen können, ist das Verhalten für die Funktion, die von dem in der Datei definiert ist, genannt ist korrekt, aber das gleiche gilt nicht für den anderen, der th zeigt Der gleiche Fehler. Wenn ich zwinge, die innere Funktion nicht mit __attribute__ ((noinline)) zu verbinden, dann schlagen beide Funktionen fehl. Ich tappe wirklich in die Dunkelheit.

Answer 1

Erstens bedeutet Ihr Testfall, dass es tatsächlich irrtümlicherweise den Zweig else if übernimmt.

Aber ich nehme es zurück; Es scheint einen Fehler in der resultierenden ASM zu geben. ^*

Hier ist eine formatiert/kommentierte Version des ASM für den fehlerhaften Test:

% r0 = tx = 649 
% r1 = sx = 648 
% r2 = w = 768 

% w - vs*2 
sub.w r3, r2, #120   % r3 = 648 

% if (sx < vs*2) 
cmp r1, #119 
it le      % (1) Not taken 
    % if ((w - vs*2) < tx) 
    cmple r3, r0 
ittt lt     % (2) Not taken 
    % return (sx + w - tx) 
    sublt r0, r1, r0 
    addlt r0, r2 
    bxlt lr 

% if ((w - vs*2) < sx) 
cmp r3, r1 
it lt      % (3) Not taken 
    % if (tx < vs*2) 
    cmplt r0, #119 
itttt le     % (4) Taken! <<<<<<<<<<<<< 
    % return -(w - sx + tx) 
    suble r1, r2, r1 
    addle r0, r1 
    rsble r0, r0, #0 
    bxle lr 

% return sx - tx 
subs r0, r1, r0 
bx lr 

Conditionals (3) und (4) sollen zusammenarbeiten, eine logische UND-Verknüpfung des erreichen zwei Unterausdrücke. Theoretisch wird Block (4) nur ausgeführt, wenn Block (3) und ausgeführt wird, der nachfolgende Vergleich setzt die entsprechenden Statusflags. ^**

Dies ist jedoch falsch implementiert. Vergleich (3) setzt Z, was bedeutet, dass Bedingung (3) nicht ausgelöst wird (erfordert N!=V), so dass Bedingung (4) nicht ausgeführt wird. Gut so weit. Aber es ist ausreichend, um Bedingung (4) auszulösen (erfordert (Z==1) || (N!=V)), was zu dem Problem führt, das Sie sehen.

Zusammenfassend gibt es vier Möglichkeiten:

1. Es gibt wirklich ein Fehler im Backend LLVM ist ARM7-Targeting.
2. Der von Ihnen bereitgestellte C-Code ist nicht wirklich der Code, den Sie kompilieren.
3. Sie haben irgendwo ungültigen C-Code, der undefiniertes Verhalten auslöst, was dazu führt, dass Nonsense-ASM als Nebeneffekt generiert wird.
4. Meine obige Analyse ist falsch!

---

_{* Auch wenn es jetzt 0.40 ist, so kann ich irren ...}

_{** http://blogs.arm.com/software-enablement/206-condition-codes-1-condition-flags-and-codes/}