从函数返回struct时可能出现GCC错误

我相信我在实现O'Neill的PCG PRNG时在GCC中发现了一个bug。（）

将

oldstate

乘以

MULTIPLIER

（结果存储在rdi中）后，GCC不会将该结果添加到

INCREMENT

，而是将

INCREMENT

移动到rdx，然后将其用作rand32_ret.state的返回值

最小可复制示例（）：

#包括
结构retstruct{
uint32_t a；
uint64_t b；
};
结构retstruct fn（uint64\u t输入）
{
struct-retstruct-ret；
ret.a=0；
ret.b=输入*11111+111111；
返回ret；
}

生成的程序集（GCC 9.2，x86_64，-O3）：

有趣的是，修改结构使uint64\u t成为第一个成员

x86-64 SystemV在RDX:RAX中确实返回小于16字节的结构，而这些结构是可以复制的。在这种情况下，第二个成员在RDX中，因为RAX的高半部分是对齐的填充，或者

.b

当

时.a

是较窄的类型。（

sizeof（retstruct）

无论哪种方式都是16；我们没有使用

\uuuu属性（packed））

所以它考虑了alignof（uint64\u t）=8。）

此代码是否包含任何允许GCC发出“不正确”程序集的未定义行为？

如果没有，则应就此进行报告

此代码是否包含允许GCC发出“不正确”程序集的任何未定义行为

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问题中给出的代码行为是根据C99和更高版本的C语言标准定义的。特别是，C允许函数不受限制地返回结构值。

我在这里没有看到任何UB；你的类型是未签名的，所以签名溢出是不可能的，没有什么奇怪的。（即使有符号，它也必须为不会导致UB溢出的输入生成正确的输出，如

rdi=1

）。它也被GCC的C++前端打破了。

此外，GCC8.2将其编译（在使用

movk

构造常量后编译为

madd

指令，或在加载常量后编译为RISC-V mul和add指令）。如果GCC找到的是UB，我们通常希望它找到它，并为其他ISA中断代码，至少是那些具有相似类型宽度和寄存器宽度的ISA

Clang也能正确编译它

这似乎是从GCC 5到GCC 6的回归；GCC5.4编译正确，6.1及更高版本不正确。（）

您可以从问题中使用MCVE报告此情况

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这看起来确实像是x86-64 System V struct返回处理中的一个bug，可能是包含填充的结构。这可以解释为什么它在内联和将

a

扩展到uint64_t（避免填充）时工作。

这已在

主干上修复

这是你的电话号码

这是为了解决这个问题

根据补丁中的注释，
reload\u combine\u recognize\u pattern
函数试图进行调整。
GCC确实生成了该函数的独立定义；这就是我们所看到的，不管当您在翻译单元中编译它和其他函数时是否会运行它。通过在翻译单元中自行编译并在没有LTO的情况下链接，或者通过使用
-fPIC
进行编译（这意味着所有全局符号（默认情况下）都是可插入的，因此不能内联到调用方中），您可以轻松地测试它，而无需实际使用
\uu属性（（noinline））
。但事实上，不管调用方是谁，只要查看生成的asm就可以发现问题。很公平，@PeterCordes，尽管我有理由相信该细节在Godbolt中是从我下面更改的。问题的第1版链接到Godbolt，在翻译单元中只包含函数本身，就像你回答问题时的状态一样。我没有检查你本可以看到的所有修订或评论。但是我不认为有人声称独立的asm定义只有在源代码使用
\uuuuu属性（（noinline））
时才被破坏。（这将是令人震惊的，不仅仅是让GCC的正确性缺陷如此令人惊讶）。可能只在生成打印结果的测试调用方时提到了它。@vitorhnn看起来像是在
master
上修复的。注释不用于扩展讨论；这段对话已经结束。
fn:
  movabs rdx, 11111111111     # multiplier constant (doesn't fit in imm32)
  xor eax, eax                # ret.a = 0
  imul rdi, rdx
  movabs rdx, 111111111111    # add constant; one more 1 than multiplier
     # missing   add rdx, rdi   # ret.b=... that we get with clang or older gcc
  ret
# returns RDX:RAX = constant 111111111111 : 0
# independent of input RDI, and not using the imul result it just computed