c – 初始化列表初始化成员结构位域元素导致IAR ARM中的错误

2023年5月21日 197次阅读

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;
    };
};

我正在运行用于初始化B的程序集的bug,它似乎对于VTable指针与匿名struct位域所在的位置“混淆”.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)并翻转地址中的一个位.当我稍后调用load()时,它跟随无效的VTable指针并最终找到一个空指针,然后盲目地跟随它.事情显然与那里分道扬..

以下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,我是否偶然在某处引入了一些未定义的行为？这是从GCC-ARM移植的代码,它工作正常,但现在突然在使用IAR编译时导致硬故障.我的两个理论是：

>这是一个编译器错误(我知道,它永远不是编译器错误)
>这是GCC作为扩展处理的非标准行为

据我所知,使用初始化列表初始化匿名结构中的字段应该没有任何问题.我确实认识到匿名结构是编译器扩展,但它们在IAR和GCC中都有记录.无论哪种方式,IAR都没有给我任何警告或错误,并且正在产生明显破坏的装配.

这是它为B构造函数创建的程序集

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,这是我们对象的基地址.它不会对它应用任何偏移,这意味着它指向对象中的第一个东西,即VTable指针.然后继续假设它具有位域并在第15行取消一位,然后将其放回到从第16行获得它的对象.

作为参考,如果我们将B的构造函数更改为不使用初始化列表(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;
    }
};

生成的程序集如下所示,请注意第14和16行的LDRB和STRB指令中使用的偏移量.这是访问对象中位域的适当偏移量.

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)

旁注,第8行略有变化,但这可能是由于一些偏移的变化.

有没有人对可能导致这种情况的原因有任何见解？

最佳答案 这是一个编译器错误,根据我的调查,它至少触发了EWARM 7.80.1和8.11.2.它不会在EWARM 8.20.1中触发.该bug在所有优化级别上触发,我无法想到另一个解决方案,而不是问题中提到的那个.

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