为什么不安全阅读sbyte-＆gt;字节在发布模式中不一致： *（字节 *）（＆amp; sbytevalue）？

Question

通用枚举奇怪的事情发生在不安全的情况下，奇怪的事情发生在byte上。

在AMD X64机器上使用.NET 6.0测试了Folloging示例。

示例1：不一致的调试与发行版

以下代码在调试和发布模式下生成不同的输出：

class Program
{
    static void Main()
    {
        byte byteValue = ReadAsByteValue(sbyteValue: -1);

        Console.WriteLine(byteValue);

        // OUTPUT DEBUG:   255
        // OUTPUT RELEASE: -1
    }

    static unsafe byte ReadAsByteValue(sbyte sbyteValue)
    {
        return *(byte*)(&sbyteValue);
    }
}

因为类型byte没有值-1，我想在版本中，模式编译器返回sbyte而不是byte。

示例2a：发行模式中的不一致

class Program
{
    static void Main()
    {
        var value1 = GetIntValueEncapsulated((sbyte)-1, true);
        var value2 = GetIntValue((sbyte)-1);

        Console.WriteLine($"{value1} vs. {value2}");

        foreach (var value in Array.Empty<sbyte>())
        {
            GetIntValueEncapsulated(value, true);
        }

        // OUTPUT RELEASE: -1 vs. 255
    }

    static int GetIntValueEncapsulated<T>(T value, bool trueFalse)
        where T : unmanaged
    {
        if (trueFalse)
        {
            return GetIntValue(value);
        }
        else
        {
            throw new NotImplementedException($"Not implemented for size: {Unsafe.SizeOf<T>()}");
        }
    }

    static unsafe int GetIntValue<T>(T value)
        where T : unmanaged
    {
        return *(byte*)(&value);
    }
}

示例2b：注释空 foreach 更改结果

var value1 = GetIntValueEncapsulated((sbyte)-1, true);
var value2 = GetIntValue((sbyte)-1);

Console.WriteLine($"{value1} vs. {value2}");

//foreach (var value in Array.Empty<sbyte>())
//{
//    GetIntValueEncapsulated(value, true);
//}

// OUTPUT RELEASE: -1 vs. -1

示例2C：异常的非功能更改线更改结果

从示例2a开始并替换线：

throw new NotImplementedException($"Not implemented for size: {Unsafe.SizeOf<T>()}"); 

使用线：

throw new NotImplementedException($"Not implemented for size: " + Unsafe.SizeOf<T>()); 

给出输出：

// OUTPUT RELEASE: 255 vs. 255

问题

• 这些差异的确切原因是什么？
• 如何在发布模式下强制编译器以预期的方式行事？ （即在调试模式下）

Answer 1

示例1：不一致的调试与发行版

1. 您应该知道编译器在此示例中选择的过载方法是writeline（int）。因此，如果您调用writeline（（（UINT）字节）或writeline（bytevalue.tostring（）），您将获得结果255。

2. 今天的编译器更喜欢32位签名的整数类型，并将编码sbytevalue：-1 ffffffff而不是000000FFF，因为效率。

   


3. 在发行模式下优化的副作用。

// Release
ldc.i4.m1
call uint8 C::ReadAsByteValue(int8)
call void [System.Console]System.Console::WriteLine(int32)

// Debug
ldc.i4.m1
call uint8 C::ReadAsByteValue(int8)
stloc.0
ldloc.0
call void [System.Console]System.Console::WriteLine(int32)

您可以在调试模式下看到，它使用局部变量来传输字节。 stloc的文档说。

存储在当地人中保持小于4个字节的整数值，该值从堆栈移动到本地变量时会截断该值。

由于发行模式没有中间人，因此没有截断，Writeline方法将在寄存器中使用返回值fffffffff。该效果也适用于短+ushort，其原因相同。

---

示例2a：发行模式中的不一致

根据上述解释，从getIntValueEncapsulated返回的值或getIntValue emboister中的始终是ffffffffff < /代码>。

抱歉，我不是JIT专家，所以我无法说明实现细节。我所知道的是这是由方法内在引起的。将noinlining应用于该方法，输出为-1。

[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
static unsafe int GetIntValue<T>(T value)

以下代码可用于模拟强制内部的效果。

sbyte a = -1;
var value2 = *(byte*)(&a);

当该方法内联时，编译器使用以下仪器来设置迫使字节类型的值2的值。

movzx       edi,byte ptr [rsp+4Ch]

---

执行预期结果

1. 使用确定性方法。

Console.WriteLine((uint)byteValue); // Console.WriteLine(uint)
Console.WriteLine(byteValue.ToString()); // byte.ToString()

2. 转换为uint*首先

static unsafe byte ReadAsByteValue(sbyte sbyteValue)
    => (byte)*(uint*)(&sbyteValue);
static unsafe int GetIntValue<T>(T value) where T : unmanaged
    => (byte)*(uint*)(&value);