NativeAOT arm64: loop over a preinitialized static array of structs reads the array through an unrelocated object handle (movz/movk), crashing with an access violation
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
@SwapnilGaikwad đang làm issue này rồi.
Từ ngày 2/11/2026.
Đánh giá
- Độ khó
- 4/5
- Thời gian dự kiến
- 3-5 ngày
- Mức phù hợp với người mới
- 44/100
Hướng nghiên cứu
Start with the arm64 disassembly for Mesh in the issue and compare the movz/movk sequence that reads Faces with the relocated adrp/add sequence elsewhere in the method. Reproduce with the provided project using NativeAOT and --codegenopt:JitDisasm=Mesh, then trace how the frozen array reference and struct copy are handled in the arm64 code generator. Done when the generated access uses a valid relocated address and the program prints faces drawn: 2560 on arm64.
Do mô hình lập chỉ mục viết ra từ nội dung của issue.
Mô tả
Description
Compiled with NativeAOT for arm64, a foreach over a static readonly array of structs that ILC preinitializes (a frozen object) can load the array's elements through a movz/movk immediate whose value is ILC's opaque object handle for the array (0x42xxxx), with no relocation. Every other reference to the same array in the method is an adrp/add pair with a relocation. At run time the immediate is not an address, so the first element read faults.
It happens when the element is copied out to a stack local (here, a 72-byte struct passed by value to non-inlined methods) inside a loop with enough else live. A simpler loop over the same array compiles correctly.
We hit it in a game: an Apple Silicon Mac build crashed the moment it ran the loop. We reproduced it on Windows by cross-compiling the same code for win-arm64 with an older ILCompiler, so it does not seem specific to one release or to macOS. The x64 builds of the same code run correctly.
Reproduction Steps
repro.csproj:
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
<PropertyGroup>
<OutputType>Exe</OutputType>
<TargetFramework>net10.0</TargetFramework>
<Nullable>enable</Nullable>
<ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
<PublishAot>true</PublishAot>
<InvariantGlobalization>true</InvariantGlobalization>
</PropertyGroup>
</Project>
Program.cs:
using System.Runtime.CompilerServices;
Console.WriteLine($"faces drawn: {Repro.Mesh(new byte[18 * 18 * 18])}");
static class Repro
{
private readonly record struct Face(int Nx, int Ny, int Nz, (int X, int Y, int Z) Base, (int X, int Y, int Z) Across, (int X, int Y, int Z) Up, byte Side);
private static readonly Face[] Faces =
[
new(0, 1, 0, (0, 1, 1), (1, 0, 0), (0, 0, -1), 0),
new(0, -1, 0, (0, 0, 0), (1, 0, 0), (0, 0, 1), 1),
new(1, 0, 0, (1, 0, 1), (0, 0, -1), (0, 1, 0), 2),
new(-1, 0, 0, (0, 0, 0), (0, 0, 1), (0, 1, 0), 2),
new(0, 0, 1, (0, 0, 1), (1, 0, 0), (0, 1, 0), 2),
new(0, 0, -1, (1, 0, 0), (-1, 0, 0), (0, 1, 0), 2),
];
[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
public static int Mesh(byte[] blocks)
{
for (int i = 0; i < blocks.Length; i += 3)
{
blocks[i] = 1;
}
Span<float> corners = stackalloc float[12];
Span<float> uvs = stackalloc float[8];
Span<float> shades = stackalloc float[4];
int drawn = 0;
for (int y = 0; y < 16; y++)
{
for (int z = 0; z < 16; z++)
{
for (int x = 0; x < 16; x++)
{
byte block = At(blocks, x, y, z);
if (block == 0)
{
continue;
}
float top = block == 2 ? 0.875f : 1f;
foreach (Face face in Faces)
{
if (At(blocks, x + face.Nx, y + face.Ny, z + face.Nz) != 0 && !(face.Side == 0 && top < 1f))
{
continue;
}
Corners(face, x, y, z, top, corners);
Texture(face.Side, uvs);
Shade(blocks, face, x, y, z, shades);
drawn += Quad(corners, face.Nx, face.Ny, face.Nz, uvs, shades);
}
}
}
}
return drawn;
}
private static byte At(byte[] blocks, int x, int y, int z) => blocks[(((y + 1) * 18) + z + 1) * 18 + x + 1];
[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
private static void Corners(Face face, int x, int y, int z, float top, Span<float> corners)
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
int across = i is 1 or 2 ? 1 : 0;
int up = i >= 2 ? 1 : 0;
corners[i * 3] = x + face.Base.X + (across * face.Across.X) + (up * face.Up.X);
corners[(i * 3) + 1] = y + MathF.Min(face.Base.Y + (across * face.Across.Y) + (up * face.Up.Y), top);
corners[(i * 3) + 2] = z + face.Base.Z + (across * face.Across.Z) + (up * face.Up.Z);
}
}
[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
private static void Texture(byte side, Span<float> uvs) => uvs.Fill(side / 4f);
[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
private static void Shade(byte[] blocks, Face face, int x, int y, int z, Span<float> shades)
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
shades[i] = At(blocks, x + face.Nx + face.Across.X, y + face.Ny + face.Across.Y, z + face.Nz + face.Up.Z) == 0 ? 1f : 0.6f;
}
}
[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
private static int Quad(Span<float> corners, int nx, int ny, int nz, Span<float> uvs, Span<float> shades) =>
corners[0] + uvs[0] + shades[0] + nx + ny + nz > -100f ? 1 : 0;
}
On an arm64 machine: dotnet publish -c Release -r osx-arm64 (or linux-arm64), then run the executable.
To see the code without an arm64 machine, cross-compile from win-x64 by running ILC on the response file a win-x64 publish writes, with --targetarch:arm64, the win-arm64 references, and --codegenopt:JitDisasm=Mesh.
Expected behavior
faces drawn: 2560, as the x64 build and dotnet run print.
Actual behavior
In the game this was cut down from, the same loop stopped an osx-arm64 build (ILCompiler 10.0.14) with an access violation, KERN_INVALID_ADDRESS at 0x000000000046ec80. This program compiles to the same unrelocated constant; we have not yet run it on an arm64 machine.
The JIT's listing for Mesh (ILCompiler 10.0.11, win-x64 host, --targetarch:arm64):
G_M000_IG11:
mov x8, #16
mov w9, #6
...
G_M000_IG12:
movz x0, #0x9C8
movk x0, #66 LSL #16 ; 0x4209C8: no RELOC
add x0, x8, x0
ldr x4, [x0, #-0xD8]
str x4, [fp, #-0xD8]
ldp q0, q16, [x0, #-0xD0]
stp q0, q16, [fp, #-0xD0]
ldp q0, q16, [x0, #-0xB0]
stp q0, q16, [fp, #-0xB0]
G_M000_IG13:
add x8, x8, #72
Elsewhere in the same method the array is reached with a relocation:
adrp x1, [HIGH RELOC #0x4209F0]
add x1, x1, [LOW RELOC #0x4209F0]
The induction variable starts at the first element's offset (16) and steps by sizeof(Face) (72). The array's handle, with the copy's displacement folded in, is emitted as a plain constant.
Regression?
We don't know. The unrelocated constant appears with ILCompiler 10.0.11 (this program and the game) and 10.0.14 (the game).
Known Workarounds
- ILC
--nopreinitstatics(<IlcArg Include="--nopreinitstatics" />): the array is not frozen and the loop loads the static normally. - Iterating by reference over a span may avoid the copy; we haven't verified it.
None of the release JIT's knobs we tried avoided it, among them JitConstCSE 1–4, JitEnableStrengthReduction=0, JitEnableInductionVariableOpts=0, JitEnablePhysicalPromotion=0, JitEnregStructLocals=0, JitNoInline=1 and JitEnableOptRepeat=0.
Configuration
- .NET SDK 10.0.400 with ILCompiler 10.0.11 on Windows 10 x64, cross-compiling for win-arm64 (listing above).
- .NET SDK 10.0.403 with ILCompiler 10.0.14 on macOS 26.5 (Apple M4), osx-arm64: the game crashed at run time.
- x64 builds of the same code run correctly.
Other information
The values involved fall in the range ILC hands the JIT as object handles. In the game's object file the frozen array itself was ___FrozenObj_..._Mesher2 at a different address, and the faulting constant was handle+displacement.
- Ngôn ngữ chính
- C#
- Star
- 18.4k
- Fork
- 5.8k
- Merge trung bình
- 2 ngày 12 giờ
- Pull request đã merge (30 ngày)
- 579
Chuẩn bị môi trường
Khởi chạy dev container của dự án ngay trên trình duyệt, bằng tài khoản GitHub của bạn.
- Không có Dockerfile hay tệp Docker Compose
- Có mẫu pull request
- Đọc hướng dẫn đóng góp
Bắt đầu từ đâu
- Đọc hết issue, rồi đọc hướng dẫn đóng góp của dự án.
- Bình luận trên issue rằng bạn sẽ nhận — tránh hai người làm cùng một việc.
- Fork repository và làm thay đổi trên một nhánh.
- Mở pull request có tham chiếu số hiệu của issue.
Issue khác của dotnet/runtime
-
Incorrect loop bound in SizeOptIListSelectIterator.ToListCó thể đã có người làm @equmagg đã nhận hôm nay. Đang mởarea-System.Collections untriaged
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 64/100
dotnet/runtime#137126 · 1 bình luận ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
DbTransaction.SupportsSavepoints docs say Release/ReleaseAsync are expected to throw, but they are no-ops by designCó thể đã có người làm @alaricd đã nhận 1 ngày trước. Đang mởarea-System.Transactions untriaged
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 72/100
dotnet/runtime#137040 · 1 bình luận ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
FileSystemGlobbing: Matcher throws ArgumentOutOfRangeException when the rootDir is the same value as the fileCó thể đã có người làm @makazeu đã nhận 2 ngày trước. Đang mởarea-Extensions-FileSystem
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 78/100
dotnet/runtime#136989 · 1 bình luận ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
Configuration binder source generator emits unqualified List<T> when binding arrays without implicit usingsCó thể đã có người làm @makazeu đã nhận 2 ngày trước. Đang mởarea-Extensions-Configuration bug source-generator
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 78/100
dotnet/runtime#136972 · 1 bình luận ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
[wasi] .NET 10: WasmEnableSIMD with AOT fails because WasiApp.targets has -msimd128 commented outĐang mởarea-Build-mono untriaged
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 78/100
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
Tất cả issue của dotnet/runtime
Issue tương tự
-
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 68/100
Facepunch/sbox-public#12305 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 5 ngày
-
分享 JVC DVD+RW 4.7G (铼德代工) 实测标定预设Đang mở
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 68/100
JiaFeiMiao-K-Cat/DiscImageStudio#205 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
bug keep-fresh
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 68/100
Flow-Launcher/Flow.Launcher#4744 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 72/100
flyingpie/windows-terminal-quake#419 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
Show the per-model weekly limitĐang mởenhancement help wanted
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 82/100