Visual Studio 2015 更新3 - C++编译器bug？

Question

Visual Studio 2015 更新3 - C++编译器bug？

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我们发现一个奇怪的问题，在VS2015 Update3编译器中，代码会无明显原因地被省略掉一部分。

我们发现：

这个问题只出现在VS2015 Update3中（Help|About显示为14.0.25431.01 Update 3，cl.exe版本为19.00.24215.1）
这个问题在VS2015 Update2中没有出现（Help|About显示为14.0.25123.00 Update 2，cl.exe版本为19.00.23918）
这个问题只在开启优化（例如默认的Release配置）时出现
这个问题在x86和x64上都会出现
当将代码片段插入全新的“Win32 Console Application”中时（我是指，不需要任何高级命令行选项），才会出现此问题

我们成功将问题代码最小化到以下代码片段：

#include <stdio.h>
#include <tchar.h>
#include <stdlib.h>

int _tmain(int, _TCHAR*[])
{
    volatile int someVar = 1;

    const int indexOffset = someVar ? 0 : 1;    // Loop omitted
    // const int indexOffset = !someVar;        // Loop omitted
    // const int indexOffset = 0;               // Good
    // const int indexOffset = 1;               // Good
    // const int indexOffset = someVar;         // Good
    // const int indexOffset = someVar + 1;     // Good

    for (int i = 1 - indexOffset; i < 2 - indexOffset; ++i)
    {
        printf("Test passed\n");
    }

    return 0;
}

对于标有“循环被省略”的那些代码行，编译器会省略整个循环体。为什么？据我所知，并没有涉及到未定义行为。

第一个“循环被省略”的反汇编代码：

int _tmain(int, _TCHAR*[])
{
01151010  push        ebp  
01151011  mov         ebp,esp  
01151013  push        ecx  
    volatile int someVar = 1;
01151014  mov         dword ptr [ebp-4],1  

    const int indexOffset = someVar ? 0 : 1;    // Loop omitted
0115101B  mov         eax,dword ptr [someVar]  
    // const int indexOffset = !someVar;        // Loop omitted
    // const int indexOffset = 0;               // Good
    // const int indexOffset = 1;               // Good
    // const int indexOffset = someVar;         // Good
    // const int indexOffset = someVar + 1;     // Good

    for (int i = 1 - indexOffset; i < 2 - indexOffset; ++i)
    {
        printf("Test passed\n");
    }

    system("pause");
0115101E  push        offset string "pause" (011520F8h)  
01151023  call        dword ptr [__imp__system (0115205Ch)]  
01151029  add         esp,4  
    return 0;
0115102C  xor         eax,eax  
}
0115102E  mov         esp,ebp  
01151030  pop         ebp  
01151031  ret

测试项目：http://dropmefiles.com/S7mwT

在线尝试！

进入http://webcompiler.cloudapp.net/
将示例代码放到编辑器中
在“附加编译器标志”中添加/O2
勾选“编译后运行可执行文件”

错误报告：https://developercommunity.visualstudio.com/content/problem/71906/compiler-optimization-code-generation-bug.html

- Codeguard

你缺少一些包含文件。tchar.h，windows.h和cstdio。这绝对是编译器的错误 - 它可以在MSVC x64 19.10.25019（VS15 RTM）和19.11.25325（VS15.3 Preview）上工作。你应该升级你的编译器 - MSVC 19.0已不再受支持。 - tambre

@Codeguard -- 你正在查看的是 Visual Studio 本身的版本，而不是编译器版本。要获取编译器版本，请在命令行中输入 cl /?。 - PaulMcKenzie

@tambre发布的版本是实际编译器（cl.exe）的版本，而不是IDE的版本。这种信息在未来更为重要，因为使用较新版本的VS的项目可以使用来自其他VS版本的编译器工具链。 - Michael Burr

我认为这是编译器的 bug。我可以在 VS 2015 (19.00.24215.1) 和 VS 2017 (19.10.25019) 两个版本的 64 位环境下重现该问题。 - user2672107

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很多人声称发现了编译器的错误，但实际上却是他们自己代码中的错误。很让人振奋能看到一个可能是真正的编译器错误！ - Mark Ransom

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Casey · Accepted Answer

是的，这是一个Bug。具体来说，这是VS2015 Update 3引入的新SSA优化器中的Bug。未记录的命令行选项-d2SSAOptimizer-告诉编译器后端使用旧的优化器，从而导致Bug不会出现。

顺便提一下，您可以将重现步骤最小化为：

int main()
{
    volatile int someVar = 1;

    const int indexOffset = someVar ? 0 : 1;

    for (int i = 1 - indexOffset; i < 2 - indexOffset; ++i)
    {
        return 0;
    }
    return 1;
}

这将帮助编译器开发人员更快地定位问题。

Codeguard补充（我决定Casey的回答应该是最佳答案）：我收到了微软的回复（博客文章作者Gratian Lup，文章链接Introducing a new, advanced Visual C++ code optimizer）：

是的，这确实是SSA优化器本身的一个bug - 通常报告为新优化器中的错误实际上来自于其他部分，有时在20年后才会暴露出来。

这是一个小的优化，尝试删除类似(a-Const1) CMP (a-Const2)的比较，如果没有溢出。问题是你的代码有(1-indexOffset)CMP(2-indexOffset),而减法是不可交换的,当然 - 但优化器代码无视了这一点，处理(1-indexOffset)就像它是(indexOffset-1)一样。

这个问题的修复将在VS2017的下一个更大的更新中发布。在那之前，禁用SSA优化器将是一个不错的解决方法。如果不会使事情变慢，只禁用此函数的优化可能是更好的方法。这可以通过#pragma optimize("", off)来完成: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/chh3fb0k.aspx