未定义的行为或gcc优化错误

Question

问题是我们是否引入了使优化程序跳闸的未定义行为，还是可以针对gcc提交错误报告？

很抱歉缺少更好的标题，但是它非常脆弱，我们几乎可以肯定这是一个错误。最小的示例不是我们最喜欢的设计，而是基于崩溃的生产代码：

#include <iostream>

struct Node
{
    Node(Node* parent) {
        if(parent) {
           parent->child_ = this;
        }
    }
    Node* child()
    {
        return child_;
    }
    Node* child_ = nullptr;
};

void walk(Node* module, int cleanup) {
    if(module != nullptr) {
        if(!cleanup) {
            std::cerr << "No cleanup";
        }
        walk(module->child(), cleanup);
        if(cleanup) {
            delete module;
        }
    }
}

int main (){
    Node* top = new Node(nullptr);
    Node* child = new Node(top);
    walk(top,1);
}

与编译-O1 -foptimize-sibling-calls -ftree-vrp。Godbolt示例：https：//gcc.godbolt.org/z/4VijKb

module->child()模块为时，程序崩溃调用0x0。在检查汇编程序时，我们注意到if (module != nullptr)在的开头跳过了该程序walk。进行检查cleanup和调用work似乎是无条件的，这导致尝试child_从无效指针中拉出。

在以下情况下，将在汇编中重新建立检查（并且代码似乎可以正常工作）：

1. 两项优化中的任何一项-O1都被取消。
2. 的主体if(!cleanup)已删除。（无副作用cerr）
3. 的主体if(cleanup)已删除。（内存泄漏，但我认为这是可观察到的行为更改）
4. walk在“不清除”之前被调用if。（操作顺序）
5. cleanup类型bool从更改为int。（类型更改-但我认为没有可观察到的行为更改）。
6. cerr << "text";在之前和之后插入无条件if(!cleanup)。（也是一个明显的变化。）

似乎尾部递归和nullptr检查删除的奇怪组合导致了错误的代码。可能walk基于cleanup检查分裂为同级函数，并被错误地缝合（？）。

UB的两个候选人是：

1. 提示module非的编译器nullptr，但我看不到编译器可以推断结果的方式。
2. int在bool上下文中使用，但这是合法的AFAIK。

FWIW clang似乎可以产生正确的运行时，gcc 8.3也有用于检查的组件。9.1而trunk不是。我们手头没有gcc专家，所以我们不知道为什么会误导优化器。

Answer 1

它看起来确实像是GCC错误。我盯着这段代码已经有一段时间了，无论如何我都找不到任何错误。

这也是可以复制的gcc，而不仅仅是g++。如果您使用C编写了最低版本，则GCC开发人员可能更容易进行调查。此C代码在GCC 9.1.0上为我重现了该问题，其中包括-O1 -foptimize-sibling-calls -ftree-vrp：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Node
{
    struct Node* child;
};

void walk(struct Node* module, int cleanup)
{
    if (module == NULL) {
        return;
    }
    if (!cleanup) {
        puts("No cleanup");
    }
    walk(module->child, cleanup);
    if (cleanup) {
        free(module);
    }
}

int main()
{
    struct Node* node = malloc(sizeof(struct Node));
    node->child = NULL;
    walk(node, 1);
}