成员结构位域元素的初始化列表初始化导致 IAR ARM 中的错误

Question

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;
    };
};

我遇到了为初始化 B 而生成的程序集的错误，它似乎对 VTable 指针的位置与匿名结构位域的位置感到“困惑”。当它设置反转位为假时，它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 时load()，它跟随无效的 VTable 指针并最终找到一个空指针，然后它盲目地跟随。事情显然从那里分崩离析。

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，我是不是不小心在某处引入了一些未定义的行为？这是从 GCC-ARM 移植的代码，在那里它运行良好，但现在突然在使用 IAR 编译时导致硬错误。我的两个理论是：

• 这是一个编译器错误（我知道，它从来都不是编译器错误）
• 这是 GCC 作为扩展处理的非标准行为

据我所知，使用初始化列表来初始化匿名结构中的字段应该没有任何问题。我确实承认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，并且正在生成明显损坏的程序集。

这是它为B构造函数制作的程序集

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，我们加载了 R4 指向的值，它是我们对象的基地址。它不会对其应用任何偏移量，这意味着它指向对象中的第一件事，即 VTable 指针。然后它继续假设它具有位域并在第 15 行取消设置一位，然后再将其放回从第 16 行获取它的对象中。

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，注意第 14 行和第 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)

旁注，第 8 行略有变化，但这可能是由于一些偏移量的变化。

有没有人对可能导致这种情况的原因有任何见解？

Answer 1

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。该错误会在所有优化级别上触发，除了问题中提到的解决方法之外，我想不出其他解决方法。