【编译器玄学研究报告】第二期——break

作者：GorgonMeducer 傻孩子
首发：裸机思维

Arm Compiler 5，也就是大家熟悉的armcc，距离官方2017年最后一次更新已经过去3年多了。实际上官方早在2016年发布Arm Compiler 5.06u3的时候就已经通过各种渠道对外界喊话——“我要是再更新armcc，我就卖了我自己”，结果2017年，5.06u6不期而至，孙正义爸爸的钱还是“真香”的——这里也许有些许戏虐的成分在里面，但armcc接近软件生命周期的终点是不争的事实：

armcc 真的太老了！也许用户用起来感觉还挺趁手，但实际上已经是“屎山”一座了；

今天，我们就给大家展示一个Arm Compiler 5.06u6 “最终绝对不改版6” 中一个惊为天人的BUG。

1、准备好一个新鲜的 Arm Compiler 5.06u6。如果不确定自己的armcc是不是这一版本，可以打开MDK的help->About，如果你是日常的armcc玩家，应该可以看到类似如下的信息（是的，就是这个 V5.06 update 6）

2、随便建立一个可以编译和调试的例子工程，并将优化等级设置为 -Otime -O3。具体方法如图所示：

3、插入以下的测试代码

#include <stdio.h>

void break_tesk(uint_fast8_t chValue)
{
    printf("entering switch...\r\n");
    switch (chValue >> 4) {
        case 0: 
            printf("do something...");
            break;
        case 1: 
            printf("do something...");
            break;
        case 2:
            do {
                printf("\tInput is 0x%02x", chValue);
                if ((chValue & 0x0F) < 7) {
                    break;
                }
                printf("You will not see this");
            } while(0);
            printf("\tYou should see this ");
            break;
        default:
            printf("it is a default");
            break;
    }
    printf("\r\nleave switch...\r\n ");
}

4、在超级循环中调用该函数，并传入参数0x22，例如：


void main(void)
{
    ...
    break_test(0x22);
    ...
}

5、编译并运行，观察输出：

分析代码不难发现，针对输入0x22，我们会从do{}while(0); 结构中跳出，并继续执行后续的代码，也就是打印“\tYou should see this ”，因此一个可能的输出结果是：

entering switch...
        Input is 0x22   You should see this
leave switch...

然而，我们实际观测到的是：

6、修改优化等级为 -O3 -Osize（如图所示，只要去掉 Optimize for time前面的勾选就行了），编译并运行，观察输出：

可以发现，代码中 do{}while() 结构内部的break被错误的当作了switch的break，从而跳过了 do{}while() 结构后面的代码。通过修改优化等级到-O3 -Osize或者是-O2 -Otime都可以避开这一问题。那么，这一问题是否严重呢？我觉得我要手动@一下所有使用protoThread和所有使用switch状态机的童鞋们，就问你们慌不慌。

【玄学说法】“状态机好像容易跑飞……我也不知道是怎么回事，代码逻辑没问题啊？”；“高优先级下生成的代码不可靠！”；“switch里面的break和for以及do while的break究竟怎么用？我好方”；“我遇到一个bug，你来看看”，“我什么都没改啊，换个优化等级就对了……”，

【实际情况】编译器bug没的洗……但是bug就是bug，不要怀疑人生，不要怀疑自己所学的语法，发现bug有条件的话请及时报告。

【后记】

其实按道理说，这种bug应该非常明显，不至于被留到最后一个版本，仔细想想，至少有以下几种可能：

这是 Arm Compiler 5.06u6 从 5.06u5 升级过程中引入的——正可谓拔出萝卜带出泥。可惜实际情况并不是这样的。有兴趣的朋友们可以去测试下老版本；
大部分用户对C语法掌握情况不佳，基本处于模棱两可的状况；遇到类似情况不会用一个严谨的态度首先去确认正确的语法及行为；在坚持正确语法的情况下分析问题，从而判断出这是一个编译器错误；
大部分用户不敢用最高的-O3 -Otime优化；
大部分开最高优化的用户关心的主要是代码尺寸，从而恰好避开了这个问题；
大部分用户没空去纠结这一问题；
大部分用户遇到这类问题后，默默的选了-O0……
大部分用户相信玄学……
少部分牛人发现问题后懒得报告……

“大人，时代变了”

最后，欢迎大家尽早投入到Arm Compiler 6、IAR、GCC的怀抱……

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