В предыдущей записи блога я обещал рассказать, почему сложно демонстрировать 64-битные ошибки на простых примерах. Разговор касался operator[] и я говорил, что в простых случая может работать даже явно некорректный код.
Сейчас я приведу такой пример:
class MyArray
{
public:
char *m_p;
size_t m_n;
MyArray(const size_t n)
{
m_n = n;
m_p = new char[n];
}
~MyArray() { delete [] m_p; }
char &operator[](int index)
{ return m_p[index]; }
char &operator()(ptrdiff_t index)
{ return m_p[index]; }
ptrdiff_t CalcSum()
{
ptrdiff_t sum = 0;
for (size_t i = 0; i != m_n; ++i)
sum += m_p[i];
return sum;
}
};
void Test()
{
ptrdiff_t a = 2560;
ptrdiff_t b = 1024;
ptrdiff_t c = 1024;
MyArray array(a * b * c);
for (ptrdiff_t i = 0; i != a * b * c; ++i)
array(i) = 1;
ptrdiff_t sum1 = array.CalcSum();
for (int i = 0; i != a * b * c; ++i)
array[i] = 2;
ptrdiff_t sum2 = array.CalcSum();
if (sum1 != sum2 / 2)
MessageBox(NULL, _T("Normal error"),
_T("Test"), MB_OK);
else
MessageBox(NULL, _T("Fantastic"),
_T("Test"), MB_OK);
}Вот кратко, что делает этот код:
Несмотря на две ошибки в приведенном коде он успешно работает в 64-битном release-варианте и выводит сообщение "Fantastic"!
Давайте теперь разберемся почему. Дело в том, что компилятор угадал наше желание заполнить массив значением 1 и 2. И в обоих случаях оптимизировал наш код с использованием вызова функции memset:
Вывод первый - компилятор в плане оптимизации кода молодец. Вывод второй - следует не терять бдительность.
Данная ошибка может быть легко обнаружена в debug-версии, где оптимизации нет, и код, записывающий двойки в массив, приводит к аварийному завершению. Опасность в том, что данный код некорректно ведет себя только при работе с большими массивами. Скорее всего, обработка более двух миллиардов элементов будет отсутствовать в юнит-тестах, запускаемых для отладочной версией. А release-версия может долго хранить в тайне эту ошибку. Это ошибка может совершенно неожиданно проявиться при малейшем изменении кода. Посмотрите, что произойдет, если ввести одну дополнительную переменную n:
void Test()
{
ptrdiff_t a = 2560;
ptrdiff_t b = 1024;
ptrdiff_t c = 1024;
ptrdiff_t n = a * b * c;
MyArray array(n);
for (ptrdiff_t i = 0; i != n; ++i)
array(i) = 1;
ptrdiff_t sum1 = array.CalcSum();
for (int i = 0; i != n; ++i)
array[i] = 2;
ptrdiff_t sum2 = array.CalcSum();
...
}В этот раз release-версия аварийно завершится. Посмотрим на ассемблерный код.
Для корректного operator() компилятор вновь построил код с вызовом memset. Эта часть, как и раньше, отлично работает. А вот в коде, где используется operator[], происходит выход за рамки массива, так как условие "i != n" не выполняется. Это не совсем тот код, который я хотел создать, но в простом коде это очень сложно реализовать, а большой отрывок кода сложно рассматривать. В любом случае это не меняет сути. Код начал аварийно завершаться, как это и должно быть.
Почему я так много времени посвятил данной тематике? Видимо меня мучает проблема, что я не могу демонстрировать 64-битные ошибки на простых примерах. Я пишу что-то простое для демонстрации, но обидно, что если это действительно попробовать, то оно работает в release-варианте. А следовательно ошибки как бы и нет. Но они есть и очень коварны и сложны в обнаружении. Специально повторюсь. Подобные ошибки легко пропустить при отладке и прогоне юнит-тестов на debug версии. Редко у кого хватить терпения отлаживать программу или ждать тесты, когда они обрабатывают гигабайты. Release-версия может пройти большое серьезное тестирование. А следующая сборка, где что-то незначительно поправлено, или используется новая версия компилятора будет неработоспособна на большом объеме данных.
По поводу диагностики данной ошибки смотрите предыдущий пост, где описывается новое предупреждение V302.