Mono csharp AOT 优化

Question

我开始学习 C#，来自 C++ 背景。 我想了解 C# 内存模型并将其与 C++ 的内存模型进行比较。 在这样做时，我找到了文章The C# Memory Model in Theory and in Practice 。 到目前为止，没有什么是令人惊讶的，但我试图重现文章中的编译器优化，该优化删除了额外的内存读取并遇到了问题。 我使用的是单声道 csharp 编译器，无法重现优化。 这是 C# 代码：

// test.cs

class MainApp {
  static void Main() {
    Foo foo = new Foo();
    foo.bar();
  }
}

class Foo {
  private int _A = 0, _B = 1;
  public bool bar() {
    if (_B == -1) throw new Exception();
    int a = _A;
    int b = _B;
    return a > b;
  }
}

然后我运行以下编译命令：

mcs -optimize+ test.cs
mono --aot -O=all test.exe

当我检查objdump -d test.exe.so的输出时，我看到以下（相关的）汇编行：

0000000000000500 <Foo_bar>:
 500:   48 83 ec 08             sub    $0x8,%rsp
 504:   48 89 3c 24             mov    %rdi,(%rsp)
 508:   48 8b c7                mov    %rdi,%rax
 50b:   48 63 40 14             movslq 0x14(%rax),%rax
 50f:   83 f8 ff                cmp    $0xffffffff,%eax
 512:   74 1b                   je     52f <Foo_bar+0x2f>
 514:   48 8b 0c 24             mov    (%rsp),%rcx
 518:   48 63 41 10             movslq 0x10(%rcx),%rax
 51c:   48 63 49 14             movslq 0x14(%rcx),%rcx
 520:   3b c1                   cmp    %ecx,%eax
 522:   40 0f 9f c0             setg   %al
 526:   48 0f b6 c0             movzbq %al,%rax
 52a:   48 83 c4 08             add    $0x8,%rsp
 52e:   c3                      retq  

 ... # exception stuff

因此，指令50b 、 518和51c似乎表明读取仍在重复发生，即使它可以被优化掉。 我的问题是，我做错了什么，这是一个错过的优化机会，还是这里有其他一些问题（为什么这个优化不会发生的一些很好的理由）？ 我现在无法访问 Visual Studio，我很想知道它是否真的进行了这种优化。

这篇文章声称我应该得到类似的东西：

push        eax
mov         edx,dword ptr [ecx+8]
cmp         edx,0FFFFFFFFh
je          00000016
mov         eax,dword ptr [ecx+4]
cmp         eax,edx

我决定检查 C++ 的情况是否有所不同，并对我的发现感到有点惊讶。 以下代码：

class Foo {
  int _A{0};
  int _B{1};

  public:
  __attribute__ ((noinline)) bool bar() volatile {
    if (_B == -1) throw 0;
    int a = _A;
    int b = _B;
    return a > b;
  }
};

int main(int argc, char **argv) {
  volatile Foo foo;
  foo.bar();
}

导致以下（相关）程序集：

00000000000007e4 <_ZNV3Foo3barEv>:
 7e4:   8b 47 04                mov    0x4(%rdi),%eax
 7e7:   83 f8 ff                cmp    $0xffffffff,%eax
 7ea:   74 0b                   je     7f7 <_ZNV3Foo3barEv+0x13>
 7ec:   8b 17                   mov    (%rdi),%edx
 7ee:   8b 47 04                mov    0x4(%rdi),%eax
 7f1:   39 c2                   cmp    %eax,%edx
 7f3:   0f 9f c0                setg   %al
 7f6:   c3                      retq   

 ... # exception stuff

所以优化也不会在这里发生（尽管公平地说，如果没有((noinline))这段代码甚至不会出现在目标文件中。）这是来自clang的相同：

0000000000400610 <_ZNV3Foo3barEv>:
  400610:   50                      push   %rax
  400611:   8b 47 04                mov    0x4(%rdi),%eax
  400614:   83 f8 ff                cmp    $0xffffffff,%eax
  400617:   74 0a                   je     400623 <_ZNV3Foo3barEv+0x13>
  400619:   8b 07                   mov    (%rdi),%eax
  40061b:   3b 47 04                cmp    0x4(%rdi),%eax
  40061e:   0f 9f c0                setg   %al
  400621:   59                      pop    %rcx
  400622:   c3                      retq   

 ... # exception stuff

所以还有一个额外的阅读，只是在cmp指令中“内联”。

相关--version

Mono C# compiler version 4.6.2.0
g++ (Ubuntu 7.4.0-1ubuntu1~18.04.1) 7.4.0
clang version 6.0.0-1ubuntu2 (tags/RELEASE_600/final)

Answer 1

我把你的代码扔到了SharpLab ，得到了：

    L0000: push rsi
    L0001: sub rsp, 0x20
    L0005: mov eax, [rcx+0xc]
    L0008: cmp eax, 0xffffffff
    L000b: jz L001e
    L000d: mov ecx, [rcx+0x8]
    L0010: cmp ecx, eax
    L0012: setg al
    L0015: movzx eax, al
    L0018: add rsp, 0x20
    L001c: pop rsi
    L001d: ret
    L001e: mov rcx, 0x7ffa2f8d4170
    L0028: call 0x7ffa8f384690
    L002d: mov rsi, rax
    L0030: mov rcx, rsi
    L0033: call System.Exception..ctor()
    L0038: mov rcx, rsi
    L003b: call 0x7ffa8f33a4f0
    L0040: int3

我的程序集比你的更生疏，但我只能看到每个字段被访问一次？

请注意，.NET Core JIT 是 2 层，而 SharpLab 仅显示第一层，因此如果事实证明它处于热门路径上，则可能会进一步优化。

因此这看起来像 Mono 的东西？