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

Initializer list initialization of a member struct bitfield element causing bugs in IAR ARM

我在 IAR 中有以下 class 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 运行 遇到了为初始化 B 而生成的程序集的错误,其中似乎 'confused' 关于 VTable 指针的位置与匿名结构位域的位置。当它将反转位设置为假时,它会转到对象的第一个字(即 VTable 指针)并翻转地址中的一位。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。事情显然从那里分崩离析。

以下是会引发此问题的代码示例:

void load_A(A* to_be_loaded){
    if(to_be_loaded) to_be_loaded->load();
}

int main(){
   load_A(new B());
}

现在的大问题是,我是否不小心在某处引入了一些未定义的行为?这是从 GCC-ARM 移植过来的代码,它在那里运行良好,但现在突然在使用 IAR 编译时导致硬故障。我的两个理论是:

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 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 R4 指向的值,这是我们对象的基地址。它不对其应用任何偏移量,这意味着它指向对象中的第一个东西,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 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LDRBSTRB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,但这可能是由于某些偏移量变化所致。

有没有人知道是什么原因造成的?

这是一个编译器错误,根据我的调查,它至少会在 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,我想不出除了问题中提到的其他解决方法。