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初始值设定项列出导致IAR ARM中出现错误的成员结构位字段元素的初始化

  •  5
  • Lyle Cheatham  · 技术社区  · 7 年前

    我在IAR中有以下类结构:

    class A
    {
    public:
        A(){}
        virtual ~A() {};
        virtual void load() {};
    };
    
    
    class C
    {
    public:
        C()
        {
            //C does other stuff, not relevant
        }
    };
    
    class D;
    
    class B : public A
    {
    public:
        B() : invert(false) {};
        virtual ~B() {};
        void load()
        {
            //Irrelevant stuff done here
        }
    private:
        C member_c;
        std::vector<D*> vector_of_d;
        struct {
            bool var_1:1;
            bool var_2:1;
            bool var_3:1;
            bool var_4:1;
            bool invert:1;
        };
    };
    

    我在为初始化B而生成的程序集上遇到了错误,其中似乎对VTable指针和匿名结构位字段的位置感到“困惑”。当它将反转位设置为false时,它将转到对象的第一个字(即VTable指针)并翻转地址中的一位。当我稍后打电话时 load() ,它跟随无效的VTable指针,并最终找到一个空指针,然后盲目跟随。很明显,事情与此背道而驰。

    下面是调用此问题的代码示例:

    void load_A(A* to_be_loaded){
        if(to_be_loaded) to_be_loaded->load();
    }
    
    int main(){
       load_A(new B());
    }
    

    现在最大的问题是,我是否在某个地方意外地引入了一些未定义的行为?这是从GCC-ARM移植的代码,在那里它工作得很好,但现在当使用IAR编译时,它突然导致了硬错误。我的两个理论是:

    • GCC作为扩展处理的是非标准行为

    据我所知,使用初始值设定项列表初始化匿名结构中的字段不会有任何错误。我知道匿名结构 编译器扩展,但它们在IAR和GCC中都有文档记录。不管怎样,IAR并没有给我任何警告或错误,并且正在生成明显损坏的组件。

    这是它为 B 建造师

    1 |    B() : invert(false) {};
    2 |B::B():
    3 |_ZN6BC1Ev:
    4 |    0x80645e8: 0xb510         PUSH      {R4, LR}
    5 |    0x80645ea: 0x4604         MOV       R4, R0
    6 |    B() : invert(false) {};
    7 |    0x80645ec: 0xf007 0xfb20  BL        A::subobject A() ; 0x806bc30
    8 |    0x80645f0: 0x4807         LDR.N     R0, [PC, #0x1c]         ; 0x8088808 (134776840)
    9 |    0x80645f2: 0x6020         STR       R0, [R4]
    10|    0x80645f4: 0xf104 0x0018  ADD.W     R0, R4, #24             ; 0x18
    11|    0x80645f8: 0xf00a 0xfadd  BL        C::C()              ; 0x806ebb6
    12|    0x80645fc: 0xf104 0x001c  ADD.W     R0, R4, #28             ; 0x1c
    13|    0x8064600: 0xf00e 0xff2e  BL        std::vector<D *>::vector() ; 0x8073460
    14|    0x8064604: 0x7820         LDRB      R0, [R4]
    15|    0x8064606: 0xf000 0x00ef  AND.W     R0, R0, #239            ; 0xef
    16|    0x806460a: 0x7020         STRB      R0, [R4]
    17|    B() : invert(false) {};
    18|    0x806460c: 0x4620         MOV       R0, R4
    19|    0x806460e: 0xbd10         POP       {R4, PC}
    20|    0x8064610: 0x08088808     DC32      0x8088808 (134776840)
    

    在第14行,我们加载R4指向的值,这是我们对象的基址。它不应用任何偏移量,这意味着它指向对象中的第一个对象,即VTable指针。然后,它继续假设它有位字段,并在第15行上取消设置一位,然后将其放回从第16行获得它的对象中。

    作为参考,如果我们将B的构造函数更改为 使用初始值设定项列表(如下所示),它将按预期工作:

    class B : public A
    {
    public:
        B(){ invert = false; };
        virtual ~B() {};
        void load()
        {
            //Irrelevant stuff done here
        }
    private:
        C member_c;
        std::vector<D*> vector_of_d;
        struct {
            bool var_1:1;
            bool var_2:1;
            bool var_3:1;
            bool var_4:1;
            bool invert:1;
        }
    };
    

    生成的装配如下所示,注意 LDRB STRB 第14行和第16行的说明。这是访问对象中位字段的正确偏移量。

    1 |    B(){ invert = false; };
    2 |B::B():
    3 |_ZN6BC1Ev:
    4 |    0x80645e8: 0xb510         PUSH      {R4, LR}
    5 |    0x80645ea: 0x4604         MOV       R4, R0
    6 |    B(){ invert = false; };
    7 |    0x80645ec: 0xf007 0xfb20  BL        A::subobject A() ; 0x806bc30
    8 |    0x80645f0: 0x4807         LDR.N     R0, [PC, #0x20]         ; 0x8088808 (134776840)
    9 |    0x80645f2: 0x6020         STR       R0, [R4]
    10|    0x80645f4: 0xf104 0x0018  ADD.W     R0, R4, #24             ; 0x18
    11|    0x80645f8: 0xf00a 0xfadd  BL        C::C()              ; 0x806ebb6
    12|    0x80645fc: 0xf104 0x001c  ADD.W     R0, R4, #28             ; 0x1c
    13|    0x8064600: 0xf00e 0xff2e  BL        std::vector<D *>::vector() ; 0x8073460
    14|    0x8064604: 0x7820         LDRB      R0, [R4, #0x2c]
    15|    0x8064606: 0xf000 0x00ef  AND.W     R0, R0, #239            ; 0xef
    16|    0x806460a: 0x7020         STRB      R0, [R4, #0x2c]
    17|    B(){ invert = false; };
    18|    0x806460c: 0x4620         MOV       R0, R4
    19|    0x806460e: 0xbd10         POP       {R4, PC}
    20|    0x8064610: 0x08088808     DC32      0x8088808 (134776840)
    

    请注意,第8行有一个轻微的变化,但这可能是由于一些偏移量的变化。

    有人知道这是什么原因吗?

    1 回复  |  直到 7 年前
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  •  1
  •   Johan    7 年前

    这是一个编译器错误,根据我的调查,它至少在EWARM 7.80.1和8.11.2中触发。它不会在EWARM 8.20.1中触发。这个bug在所有优化级别上都会触发,我想不出还有什么比问题中提到的更好的解决方法了。