C#JIT优化器中可能存在的错误？

Question

使用SQLHelper类来自动化存储过程调用的方式与XmlRpc.Net库中的方法类似,在运行从IL代码手动生成的方法时遇到了一个非常奇怪的问题.

我把它缩小到一个简单的生成方法(可能它可以简化得更多).我创建了一个新的程序集和类型,包含两个符合的方法

public interface iTestDecimal
{
    void TestOk(ref decimal value);
    void TestWrong(ref decimal value);
}

测试方法只是将十进制参数加载到堆栈中,装箱,检查它是否为NULL,如果不是,则将其拆箱.

TestOk()方法的生成如下:

static void BuildMethodOk(TypeBuilder tb)
{
    /* Create a method builder */
    MethodBuilder mthdBldr = tb.DefineMethod( "TestOk", MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Virtual,
      typeof(void), new Type[] {typeof(decimal).MakeByRefType() });

    ParameterBuilder paramBldr = mthdBldr.DefineParameter(1,  ParameterAttributes.In | ParameterAttributes.Out, "value");
    // generate IL
    ILGenerator ilgen = mthdBldr.GetILGenerator();

    /* Load argument to stack, and box the decimal value */
    ilgen.Emit(OpCodes.Ldarg, 1);

    ilgen.Emit(OpCodes.Dup);
    ilgen.Emit(OpCodes.Ldobj, typeof(decimal));
    ilgen.Emit(OpCodes.Box, typeof(decimal));

    /* Some things were done in here, invoking other method, etc */
    /* At the top of the stack we should have a boxed T or null */

    /* Copy reference values out */

    /* Skip unboxing if value in the stack is null */
    Label valIsNotNull = ilgen.DefineLabel();
    ilgen.Emit(OpCodes.Dup);

    /* This block works */
    ilgen.Emit(OpCodes.Brtrue, valIsNotNull);
    ilgen.Emit(OpCodes.Pop);
    ilgen.Emit(OpCodes.Pop);
    ilgen.Emit(OpCodes.Ret);
    /* End block */

    ilgen.MarkLabel(valIsNotNull);
    ilgen.Emit(OpCodes.Unbox_Any, typeof(decimal));

    /* Just clean the stack */
    ilgen.Emit(OpCodes.Pop);
    ilgen.Emit(OpCodes.Pop);
    ilgen.Emit(OpCodes.Ret);
}

TestWrong()的构建几乎完全相同:

static void BuildMethodWrong(TypeBuilder tb)
{
    /* Create a method builder */
    MethodBuilder mthdBldr = tb.DefineMethod("TestWrong", MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Virtual,
    typeof(void), new Type[] { typeof(decimal).MakeByRefType() });

    ParameterBuilder paramBldr = mthdBldr.DefineParameter(1,  ParameterAttributes.In | ParameterAttributes.Out, "value");

    // generate IL
    ILGenerator ilgen = mthdBldr.GetILGenerator();

    /* Load argument to stack, and box the decimal value */
    ilgen.Emit(OpCodes.Ldarg, 1);
    ilgen.Emit(OpCodes.Dup);
    ilgen.Emit(OpCodes.Ldobj, typeof(decimal));
    ilgen.Emit(OpCodes.Box, typeof(decimal));

    /* Some things were done in here, invoking other method, etc */
    /* At the top of the stack we should have a boxed decimal or null */

    /* Copy reference values out */

    /* Skip unboxing if value in the stack is null */
    Label valIsNull = ilgen.DefineLabel();
    ilgen.Emit(OpCodes.Dup);

    /* This block fails */
    ilgen.Emit(OpCodes.Brfalse, valIsNull);
    /* End block */

    ilgen.Emit(OpCodes.Unbox_Any, typeof(decimal));
    ilgen.MarkLabel(valIsNull);

    /* Just clean the stack */
    ilgen.Emit(OpCodes.Pop);
    ilgen.Emit(OpCodes.Pop);
    ilgen.Emit(OpCodes.Ret);
}

唯一的区别是我使用BrFalse而不是BrTrue来检查堆栈中的值是否为空.

现在,运行以下代码:

iTestDecimal testiface = (iTestDecimal)SimpleCodeGen.Create();

decimal dectest = 1;
testiface.TestOk(ref dectest);
Console.WriteLine(" Dectest: " + dectest.ToString());

SimpleCodeGen.Create()正在创建一个新的程序集和类型,并调用上面的BuildMethodXX来生成TestOk和TestWrong的代码.这按预期工作:什么都不做,dectest的值不会改变.但是,运行:

iTestDecimal testiface = (iTestDecimal)SimpleCodeGen.Create();

decimal dectest = 1;
testiface.TestWrong(ref dectest);
Console.WriteLine(" Dectest: " + dectest.ToString());

dectest的值已损坏(有时它会得到一个很大的值,有时会显示"无效的十进制值",......),程序崩溃了.

这可能是JIT中的一个错误,还是我做错了什么？

一些提示:

• 在调试器中,仅在禁用"抑制JIT优化"时才会发生.如果启用了"抑制JIT优化",则可以正常工作.这让我觉得问题必须在JIT优化代码中.
• 在Mono 2.4.6上运行相同的测试它按预期工作,因此这是Microsoft .NET特有的.
• 使用datetime或decimal类型时出现问题.显然,它适用于int或引用类型(对于引用类型,生成的代码不相同,但我在工作时省略了这种情况).
• 我认为很久以前报道的这个链接可能是相关的.
• 我已经尝试过.NET framework v2.0,v3.0,v3.5和v4,行为完全相同.

我省略了其余的代码,创建了程序集和类型.如果你想要完整的代码,请问我.

非常感谢!

编辑:我包括其余的程序集和类型创建代码,以完成:

class SimpleCodeGen
{
    public static object Create()
    {
        Type proxyType;

        Guid guid = Guid.NewGuid();
        string assemblyName = "TestType" + guid.ToString();
        string moduleName = "TestType" + guid.ToString() + ".dll";
        string typeName = "TestType" + guid.ToString();

        /* Build the new type */
        AssemblyBuilder assBldr = BuildAssembly(typeof(iTestDecimal), assemblyName, moduleName, typeName);
        proxyType = assBldr.GetType(typeName);
        /* Create an instance */
        return Activator.CreateInstance(proxyType);
    }

    static AssemblyBuilder BuildAssembly(Type itf, string assemblyName, string moduleName, string typeName)
    {
        /* Create a new type */
        AssemblyName assName = new AssemblyName();
        assName.Name = assemblyName;
        assName.Version = itf.Assembly.GetName().Version;
        AssemblyBuilder assBldr = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(assName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
        ModuleBuilder modBldr = assBldr.DefineDynamicModule(assName.Name, moduleName);
        TypeBuilder typeBldr = modBldr.DefineType(typeName,
          TypeAttributes.Class | TypeAttributes.Sealed | TypeAttributes.Public, 
          typeof(object), new Type[] { itf });

        BuildConstructor(typeBldr, typeof(object));
        BuildMethodOk(typeBldr);
        BuildMethodWrong(typeBldr);
        typeBldr.CreateType();
        return assBldr;
    }

    private static void BuildConstructor(TypeBuilder typeBldr, Type baseType)
    {
        ConstructorBuilder ctorBldr = typeBldr.DefineConstructor(
          MethodAttributes.Public | MethodAttributes.SpecialName |
          MethodAttributes.RTSpecialName | MethodAttributes.HideBySig,
          CallingConventions.Standard,
          Type.EmptyTypes);

        ILGenerator ilgen = ctorBldr.GetILGenerator();
        //  Call the base constructor.
        ilgen.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
        ConstructorInfo ctorInfo = baseType.GetConstructor(System.Type.EmptyTypes);
        ilgen.Emit(OpCodes.Call, ctorInfo);
        ilgen.Emit(OpCodes.Ret);
    }

    static void BuildMethodOk(TypeBuilder tb)
    {
        /* Code included in examples above */
    }

    static void BuildMethodWrong(TypeBuilder tb)
    {
        /* Code included in examples above */           
    }
}

Answer 1

看看你的代码的这一部分:

ilgen.Emit(OpCodes.Dup);
ilgen.Emit(OpCodes.Brfalse, valIsNull);
ilgen.Emit(OpCodes.Unbox_Any, typeof(decimal));
ilgen.MarkLabel(valIsNull);

在第一行之后,堆栈的顶部将包含两个对象引用.然后,您有条件地分支,删除其中一个引用.下一行将对decimal值的引用取消装箱.因此,在标记标签的位置,堆栈的顶部是对象引用(如果已采用分支)或十进制值(如果不是).这些堆栈状态不兼容.

编辑

正如您在评论中指出的那样,如果堆栈状态在顶部有一个小数或者顶部有一个对象引用,那么此后的IL代码将起作用,因为它只是从堆栈中弹出值.但是,您尝试做的仍然无法工作(按设计):每条指令都需要一个堆栈状态.有关更多详细信息,请参阅ECMA CLI规范的 1.8.1.3节(合并堆栈状态).