为什么短模量在释放模式下不正确
Why modulus of short not correct in release mode?
短整数的模数不正确。这真的很奇怪，已经花了我两天的时间。我将有问题的代码缩小如下范围（尽可能简化）：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int foo(short Width, short Height, short MSize)
{
short i = 0, k = 0, pos = 0;
short j = 0;
for(j = 1; j < Width - 1; j = j + 1)
{/* a blank loop */}
for(i = 1; i < Height - 1; i = i + 1) {
for(j = 1; j < Width - 1; j = j + 1) {
if((j % MSize) == 0) {
k = k + 1;
}
printf("i=%d, k=%d, j=%d, MSize=%d, j mod MSize=%dn", (int)i, (int)k, (int)j, (int)MSize, (int)(j % MSize));
if (pos >= 1024) {
fprintf(stderr, "pos = %d, over 1024n", (int)pos);
}
pos = pos + 1;
}
}
return 0;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
foo(32, 32, 8);
return 0;
}
在调试模式下编译时，上述代码工作正常，j%MSize 的结果是正确的，但是，在发布模式下编译时，j%MSize 的结果将始终为 7，这是无稽之谈（在 Visual Studio 2005/2012/2013 下测试）。没有内存操作，因此不应由堆栈损坏引起。有人有头绪吗？
我看到的输出是（略有编辑）：
j=10, MSize=8, j mod MSize=7
j=11, MSize=8, j mod MSize=7
j=12, MSize=8, j mod MSize=7
j=13, MSize=8, j mod MSize=7
j=14, MSize=8, j mod MSize=7
j=15, MSize=8, j mod MSize=7
j=16, MSize=8, j mod MSize=7
j=17, MSize=8, j mod MSize=7
j=18, MSize=8, j mod MSize=7
j=19, MSize=8, j mod MSize=7
j=20, MSize=8, j mod MSize=7
j=21, MSize=8, j mod MSize=7
j=22, MSize=8, j mod MSize=7
j=23, MSize=8, j mod MSize=7
j=24, MSize=8, j mod MSize=7
j=25, MSize=8, j mod MSize=7
j=26, MSize=8, j mod MSize=7
j=27, MSize=8, j mod MSize=7
以下是构建日志：
1>Project "E:CodeworkspaceCGeneralCSNDFeatureExtractSNDFeatureExtract.vcxproj" on node 2 (Build target(s)).
1>ClCompile:
D:Program FilesMicrosoft Visual Studio 11.0VCbinCL.exe /c /Zi /nologo /W3 /WX- /sdl /O2 /Oi /Oy- /GL /D WIN32 /D NDEBUG /D _CONSOLE /D _MBCS /Gm- /EHsc /MT /GS /Gy /fp:precise /Zc:wchar_t /Zc:forScope /Fo"Release\" /Fd"Releasevc110.pdb" /Gd /TP /analyze- /errorReport:prompt WeirdBug.cpp
WeirdBug.cpp
Link:
D:Program FilesMicrosoft Visual Studio 11.0VCbinlink.exe /ERRORREPORT:PROMPT /OUT:"E:CodeworkspaceCGeneralCReleaseSNDFeatureExtract.exe" /INCREMENTAL:NO /NOLOGO kernel32.lib user32.lib gdi32.lib winspool.lib comdlg32.lib advapi32.lib shell32.lib ole32.lib oleaut32.lib uuid.lib odbc32.lib odbccp32.lib /MANIFEST /MANIFESTUAC:"level='asInvoker' uiAccess='false'" /manifest:embed /DEBUG /PDB:"E:CodeworkspaceCGeneralCReleaseSNDFeatureExtract.pdb" /SUBSYSTEM:CONSOLE /OPT:REF /OPT:ICF /LTCG /TLBID:1 /DYNAMICBASE /NXCOMPAT /IMPLIB:"E:CodeworkspaceCGeneralCReleaseSNDFeatureExtract.lib" /MACHINE:X86 /SAFESEH ReleaseWeirdBug.obj
Generating code
Finished generating code
SNDFeatureExtract.vcxproj -> E:CodeworkspaceCGeneralCReleaseSNDFeatureExtract.exe
1>Done Building Project "E:CodeworkspaceCGeneralCSNDFeatureExtractSNDFeatureExtract.vcxproj" (Build target(s)).
以下是 VS 的反汇编结果：
short i = 0, k = 0, pos = 0;
short j = 0;
for(j = 1; j < Width - 1; j = j + 1)
00801014 mov edi,1FF983C8h
00801019 jl foo+12h (0801012h)
{/* a blank loop */}
for(i = 1; i < Height - 1; i = i + 1) {
0080101B mov edx,1
00801020 mov dword ptr [ebp-4],1
00801027 mov dword ptr [ebp-8],edx
0080102A and ecx,80000007h
00801030 jns foo+37h (0801037h)
00801032 dec ecx
00801033 or ecx,0FFFFFFF8h
00801036 inc ecx
00801037 mov dword ptr [ebp-0Ch],ecx
0080103A lea ebx,[ebx]
00801040 mov eax,1
for(j = 1; j < Width - 1; j = j + 1) {
00801045 mov ebx,eax
if((j % MSize) == 0) {
00801047 test ecx,ecx
00801049 jne foo+4Ch (080104Ch)
k = k + 1;
0080104B inc edi
}
printf_s("i=%d, k=%d, j=%d, MSize=%d, j mod MSize=%dn", (int)i, (int)k, (int)j, (int)MSize, (int)(j % MSize));
0080104C push ecx
0080104D push 8
0080104F push eax
00801050 movsx eax,di
00801053 push eax
00801054 push edx
00801055 push 80CD30h
0080105A call printf_s (0801266h)
if (pos >= 1024) {
0080105F mov eax,400h
00801064 add esp,18h
00801067 cmp si,ax
0080106A jl foo+86h (0801086h)
fprintf_s(stderr, "pos = %d, over 1024n", (int)pos);
0080106C movsx eax,si
fprintf_s(stderr, "pos = %d, over 1024n", (int)pos);
0080106F push eax
00801070 push 80CD5Ch
00801075 call __iob_func (0801175h)
0080107A add eax,40h
0080107D push eax
0080107E call fprintf_s (080127Ch)
00801083 add esp,0Ch
for(j = 1; j < Width - 1; j = j + 1) {
00801086 mov ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
00801089 mov edx,dword ptr [ebp-8]
}
pos = pos + 1;
0080108C inc ebx
0080108D movsx eax,bx
00801090 inc esi
00801091 cmp eax,1Fh
00801094 jl foo+47h (0801047h)
{/* a blank loop */}
for(i = 1; i < Height - 1; i = i + 1) {
00801096 mov eax,dword ptr [ebp-4]
00801099 inc eax
0080109A movsx edx,ax
0080109D mov dword ptr [ebp-4],eax
008010A0 mov dword ptr [ebp-8],edx
008010A3 cmp edx,1Fh
008010A6 jl foo+40h (0801040h)
}
}
return 0;
008010A8 pop edi
008010A9 pop esi
008010AA xor eax,eax
008010AC pop ebx
}
008010AD mov esp,ebp
008010AF pop ebp
008010B0 ret
这是因为编译器的优化，这与你的空白循环有关。但我不太确定问题出在哪里。
要简单地解决问题，请将 j 声明为：
volatile short j;
它会正常工作。原因程序每次都会从内存中获取j而不是寄存器。
我调试了汇编代码，并发现程序计算了 j % MSize 并将其存储在空白循环之后的内存中，每次在执行 printf 之前，它只是从内存中获取值而不是重新计算它。
mov ecx,dword ptr [ebp-10h] // j % MSize @ memory
push ecx // j % MSize
mov ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
push 8 // MSize
push eax // j
movsx eax,word ptr [IdxY]
movsx esi,di
push esi // k
push eax // IdxY
push ecx // i
// push static string and calling printf
但是添加一个易失性，它将像：
mov dx,word ptr [j]
movsx eax,dx // j
and eax,80000007h // j % 8
push eax
// push other vars and calling printf
这是重新计算 MOD，并将其推送到堆栈中进行 printf。所以这可能是编译器的错误，因为即使没有易失性添加，它也应该从内存中获取 j。
由于我现在无法再次添加评论:(..我发现这是/Oxxx 和/GL 标志的错误。它将从下面选择一个：
/O1 /O2 /Ox
它必须选择上述选项之一以及/GL 才能查看问题。
我的 IDE 是 Visual Studio 2010 10.0.40219.1 SP1Rel
我没有看到任何问题
$ gcc modulus.c
$ ./a.out
Width = 32, Height = 32, MSize = 8, Dim =16, sizeof(short)=2
i=1, IdxY=0, k=0, j=1, MSize=8, j mod MSize=1
i=1, IdxY=0, k=0, j=2, MSize=8, j mod MSize=2
i=1, IdxY=0, k=0, j=3, MSize=8, j mod MSize=3
i=1, IdxY=0, k=0, j=4, MSize=8, j mod MSize=4
i=1, IdxY=0, k=0, j=5, MSize=8, j mod MSize=5
i=1, IdxY=0, k=0, j=6, MSize=8, j mod MSize=6
i=1, IdxY=0, k=0, j=7, MSize=8, j mod MSize=7
i=1, IdxY=0, k=1, j=8, MSize=8, j mod MSize=0
我错过了什么吗？
除了已经提供的其他答案之外，我还想指出，您可以通过更好的范围来防止此类错误（尽管在这种情况下这不是您的错，但这可能是编译器错误）。
更喜欢在循环作用域内声明迭代变量。甚至更通用：仅在使用变量的范围内声明变量。
如果将第二个for循环更改为：
for(short j = 1; j < Width - 1; j = j + 1) {
为了在 for 循环的范围内声明j，编译器必须将j视为与前一个空循环无关的新变量。因此，通过重用以前的内存位置不太可能过度优化。这个小更改修复了VS2013中的错误，我认为它比使用volatile要干净得多。
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