Dlaczego zachowanie kodu jest inne w trybie wydawania i debugowania?

Rozważ następujący kod:

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;
}

Wynik w trybie debugowania to: 100,100,100,100,100. Ale w trybie wydania jest to: 100,100,100,100,0.

Co się dzieje?

Został przetestowany przy użyciu .NET Framework 4.7.1 i .NET Core 2.0.0.

Wygląda na to, że jest to błąd JIT; Testowałem z:

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

i dodanie Console.WriteLine(i)poprawek. Jedyna zmiana IL to:

// ...
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 

vs

// ...
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 

co wygląda dokładnie dobrze (jedyną różnicą jest dodatkowy ldloc.3i call void [System.Console]System.Console::WriteLine(int32)oraz inny, ale równoważny cel dla br.s).

Podejrzewam, że będzie to wymagało poprawki JIT.

Środowisko:

• Environment.Version: 4.0.30319.42000
• <TargetFramework>netcoreapp2.0</TargetFramework>
• VS: 15.5.0 Wersja zapoznawcza 5.0
• dotnet --version: 2.1.1

To rzeczywiście błąd zespołu. x64, .net 4.7.1, kompilacja wydania.

demontaż:

            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  

Problem jest pod adresem 00007FF942690AFD, jg 00007FF942690AE7. Skacze z powrotem, jeśli ebx (który zawiera 4, wartość końcową pętli) jest większy (jg) niż eax, wartość i. To kończy się niepowodzeniem, gdy jest to oczywiście 4, więc nie zapisuje ostatniego elementu w tablicy.

Nie udaje się, ponieważ wartość rejestru inc jest i (eax, na 0x00007FF942690AF9), a następnie sprawdza ją z 4, ale nadal musi zapisać tę wartość. Trochę trudno jest dokładnie określić, gdzie dokładnie znajduje się problem, ponieważ wygląda na to, że może być wynikiem optymalizacji (N-Old.Length), ponieważ kompilacja debugowania zawiera ten kod, ale kompilacja wydania oblicza to wstępnie. Więc to dla jitów do naprawienia;)