Mono csharp AOT 優化

Question

我開始學習 C#，來自 C++ 背景。 我想了解 C# 內存模型並將其與 C++ 的內存模型進行比較。 在這樣做時，我找到了文章The C# Memory Model in Theory and in Practice 。 到目前為止，沒有什么是令人驚訝的，但我試圖重現文章中的編譯器優化，該優化刪除了額外的內存讀取並遇到了問題。 我使用的是單聲道 csharp 編譯器，無法重現優化。 這是 C# 代碼：

// 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;
  }
}

然后我運行以下編譯命令：

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

當我檢查objdump -d test.exe.so的輸出時，我看到以下（相關的）匯編行：

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似乎表明讀取仍在重復發生，即使它可以被優化掉。 我的問題是，我做錯了什么，這是一個錯過的優化機會，還是這里有其他一些問題（為什么這個優化不會發生的一些很好的理由）？ 我現在無法訪問 Visual Studio，我很想知道它是否真的進行了這種優化。

這篇文章聲稱我應該得到類似的東西：

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

我決定檢查 C++ 的情況是否有所不同，並對我的發現感到有點驚訝。 以下代碼：

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();
}

導致以下（相關）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

所以優化也不會在這里發生（盡管公平地說，如果沒有((noinline))這段代碼甚至不會出現在目標文件中。）這是來自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

所以還有一個額外的閱讀，只是在cmp指令中“內聯”。

相關--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

我把你的代碼扔到了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，但我只能看到每個字段被訪問一次？

請注意，.NET Core JIT 是 2 層，而 SharpLab 僅顯示第一層，因此如果事實證明它處於熱門路徑上，則可能會進一步優化。

因此這看起來像 Mono 的東西？