为什么代码行为在发布和调试模式下不同？

Question

考虑以下代码：

private static void Main(string[] args)
{
    var ar = new double[]
    {
        100
    };

    FillTo(ref ar, 5);
    Console.WriteLine(string.Join(",", ar.Select(a => a.ToString()).ToArray()));
}

public static void FillTo(ref double[] dd, int N)
{
    if (dd.Length >= N)
        return;

    double[] Old = dd;
    double d = double.NaN;
    if (Old.Length > 0)
        d = Old[0];

    dd = new double[N];

    for (int i = 0; i < Old.Length; i++)
    {
        dd[N - Old.Length + i] = Old[i];
    }
    for (int i = 0; i < N - Old.Length; i++)
        dd[i] = d;
}

调试模式下的结果是：100,100,100,100,100。但在发布模式下是：100,100,100,100,0.

发生了什么事？

已使用 .NET Framework 4.7.1 和 .NET Core 2.0.0 进行测试。

Answer 1

这似乎是一个 JIT 错误；我测试过：

// ... existing code unchanged
for (int i = 0; i < N - Old.Length; i++)
{
    // Console.WriteLine(i); // <== comment/uncomment this line
    dd[i] = d;
}

并添加 Console.WriteLine(i) 修复它。唯一的 IL 变化是：

// ...
L_0040: ldc.i4.0 
L_0041: stloc.3 
L_0042: br.s L_004d
L_0044: ldarg.0 
L_0045: ldind.ref 
L_0046: ldloc.3 
L_0047: ldloc.1 
L_0048: stelem.r8 
L_0049: ldloc.3 
L_004a: ldc.i4.1 
L_004b: add 
L_004c: stloc.3 
L_004d: ldloc.3 
L_004e: ldarg.1 
L_004f: ldloc.0 
L_0050: ldlen 
L_0051: conv.i4 
L_0052: sub 
L_0053: blt.s L_0044
L_0055: ret

对

// ...
L_0040: ldc.i4.0 
L_0041: stloc.3 
L_0042: br.s L_0053
L_0044: ldloc.3 
L_0045: call void [System.Console]System.Console::WriteLine(int32)
L_004a: ldarg.0 
L_004b: ldind.ref 
L_004c: ldloc.3 
L_004d: ldloc.1 
L_004e: stelem.r8 
L_004f: ldloc.3 
L_0050: ldc.i4.1 
L_0051: add 
L_0052: stloc.3 
L_0053: ldloc.3 
L_0054: ldarg.1 
L_0055: ldloc.0 
L_0056: ldlen 
L_0057: conv.i4 
L_0058: sub 
L_0059: blt.s L_0044
L_005b: ret

看起来完全正确（唯一的区别是额外的 ldloc.3 和 call void [System.Console]System.Console::WriteLine(int32)，以及 br.s 的不同但等效的目标）。

我怀疑它需要 JIT 修复。

环境：

Environment.Version: 4.0.30319.42000
<TargetFramework>netcoreapp2.0</TargetFramework>
VS: 15.5.0 预览版 5.0
dotnet --version: 2.1.1

Answer 2

确实是一个汇编错误。 x64，.net 4.7.1，发布版本。

反汇编：

            for(int i = 0; i < N - Old.Length; i++)
00007FF942690ADD  xor         eax,eax  
            for(int i = 0; i < N - Old.Length; i++)
00007FF942690ADF  mov         ebx,esi  
00007FF942690AE1  sub         ebx,ebp  
00007FF942690AE3  test        ebx,ebx  
00007FF942690AE5  jle         00007FF942690AFF  
                dd[i] = d;
00007FF942690AE7  mov         rdx,qword ptr [rdi]  
00007FF942690AEA  cmp         eax,dword ptr [rdx+8]  
00007FF942690AED  jae         00007FF942690B11  
00007FF942690AEF  movsxd      rcx,eax  
00007FF942690AF2  vmovsd      qword ptr [rdx+rcx*8+10h],xmm6  
            for(int i = 0; i < N - Old.Length; i++)
00007FF942690AF9  inc         eax  
00007FF942690AFB  cmp         ebx,eax  
00007FF942690AFD  jg          00007FF942690AE7  
00007FF942690AFF  vmovaps     xmm6,xmmword ptr [rsp+20h]  
00007FF942690B06  add         rsp,30h  
00007FF942690B0A  pop         rbx  
00007FF942690B0B  pop         rbp  
00007FF942690B0C  pop         rsi  
00007FF942690B0D  pop         rdi  
00007FF942690B0E  pop         r14  
00007FF942690B10  ret

问题出在地址 00007FF942690AFD，jg 00007FF942690AE7。如果 ebx（包含 4，循环结束值）大于 (jg) eax，即值 i，它会跳回。当它是 4 时，这当然会失败，因此它不会写入数组中的最后一个元素。

它失败了，因为它包含了 i 的寄存器值（eax，在 0x00007FF942690AF9），然后用 4 检查它，但它仍然必须写入那个值。很难确定问题的确切位置，因为它看起来可能是 (N-Old.Length) 优化的结果，因为调试版本包含该代码，但发布版本预先计算了.这就是 jit 人员需要解决的问题 ;)

为什么代码行为在发布和调试模式下不同？

Why is code behavior different in release & debug mode?

c#

.net

.net-core

coreclr