为什么在优化代码时从byte转换为sbyte会给出错误的值？

Question

如果已安装NUnit 3，则可以使用以下代码示例重现该问题。

[TestFixture]
public class SByteFixture
{
    [Test]
    public void Test()
    {
        var data = new byte[] { 0xFF };

        sbyte x = -128;
        data[0] = (byte) x;
        byte b1 = data[0];
        var b2 = (sbyte) b1;
        Assert.AreEqual(b1.ToString(), "128");
        Assert.AreEqual(b2.ToString(), "-128");
    }
}

1. 这个项目应该是一个类库，因为在控制台应用程序中它不可再现。

2. 应启用优化，即在csproj文件中添加以下设置：

   <PropertyGroup Condition=" '$(Configuration)|$(Platform)' == 'Debug|AnyCPU' ">
       <Optimize>true</Optimize>
   </PropertyGroup>
   

当 Optimize 为 false 时，测试用例通过，但当 Optimize 为 true 时 (b2.ToString() 返回 "128")，测试用例则失败。

使用 ReSharper 来运行测试用例或者 NUnitConsole，可以看到这种情况。但在 VS Test Explorer 中无法复现该问题。

这是怎么解释的呢？

- Marcel Perju

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这个 bug 只在启用优化的 64 位 jitter 中出现，可能是为什么它似乎难以复现的原因。我之前见过这种问题，优化器的这部分很脆弱。问题出在 (sbyte) 转换产生了错误的代码，应该使用 MOVSX 处理器指令（从字节到整型的符号扩展），但却使用了 MOVZX。不正确的零扩展会生成一个正数。点击新建议题按钮，让他们知道这个问题。 - Hans Passant

有人可以将这个问题展示给新用户作为如何撰写问题的示例吗？谢谢。 - Liam

听起来像是一个答案 ;) - BartoszKP

找到即时编译器的错误总是很有趣 :) - usr

Answer 1

正如@HansPassant所建议的那样，我已在GitHub上报告了此问题，并且似乎是一个已确认的错误。

以下是来自mikedn的有关此问题的引用：

你可以在类库中复现而无法在控制台应用程序中复现，这可能意味着你正在使用.NET Framework而不是.NET Core。在.NET Framework控制台应用程序默认为32位，因此它们使用旧版JIT32而不是RyuJIT。64位.NET Framework应用程序使用RyuJIT，但通常比.NET Core使用的版本旧。

我可以使用64位.NET Framework 4.7.2来复现此问题，但在当前的.NET Core主版本中无法。可以使用.NET Core 2.1来重现它，因此很可能已经在主版本中修复了此问题。

- Marcel Perju