问题标签 [llvm-codegen]

我有两个（等效的？）程序，一个在 Go 中，另一个在 Rust 中。平均执行时间为：

• 去~169ms
• 生锈 ~201ms

去

锈

我编译了--release

在这种情况下，Rust 的性能是否不如 Go？Rust 程序能否以惯用的方式编写，以更快地执行？

代码很天真：

输出是：

该计划几乎立即结束。我还使用 for 循环在 C 中编写了一个等效代码，但它运行了很长时间。我想知道是什么让 Rust 代码如此之快。

C代码：

Rust 代码是使用编译-O的，C 代码是使用编译的-O3。C 代码运行速度非常慢，以至于它还没有停止。

在修复了 visibleman 和 Sandeep 发现的错误后，两个程序几乎很快就打印了相同的数字。我试图减少NUM_LOOP一个，考虑到溢出，结果似乎是合理的。此外，使用NUM_LOOP = 1000000000，两个程序都不会溢出并立即产生正确的答案。这里使用了哪些优化？我知道我们可以使用简单的方程(0 + NUM_LOOP - 1) * NUM_LOOP / 2来计算结果，但我不认为这种计算是由编译器完成的，有溢出情况......

我在 llvm clang Apple LLVM 版本 8.0.0 (clang-800.0.42.1) 上反汇编此代码：

我编译时没有使用 -O 规范，但我也尝试使用 -O0 （给出相同的值）和 -O2 （实际上计算值并存储它预先计算）

得到的反汇编如下（我去掉了不相关的部分）

显然它正在执行以下操作：

1. 将两个浮点数加载到寄存器 xmm0 和 xmm1
2. 将它们放入堆栈
3. 从堆栈加载一个值（不是 xmm0 之前的那个）到 xmm0
4. 执行添加。
5. 将结果存储回堆栈。

我发现它效率低下，因为：

1. 一切都可以在注册表中完成。我以后不使用 a 和 b ，所以它可以跳过任何涉及堆栈的操作。
2. 即使它想使用堆栈，如果它以不同的顺序执行操作，它也可以节省从堆栈重新加载 xmm0。

既然编译器永远是对的，为什么会选择这种策略呢？

我知道 C++ 中的“未定义行为”几乎可以让编译器做它想做的任何事情。然而，我有一个让我吃惊的崩溃，因为我认为代码足够安全。

在这种情况下，真正的问题只发生在使用特定编译器的特定平台上，并且只有在启用优化的情况下才会发生。

我尝试了几件事以重现问题并最大限度地简化它。这是一个名为 的函数的摘录Serialize，它将采用 bool 参数，并将字符串复制true或复制false到现有的目标缓冲区。

如果 bool 参数是一个未初始化的值，这个函数是否会在代码审查中，没有办法告诉它实际上可能会崩溃？

如果使用 clang 5.0.0 + 优化执行此代码，它将/可能崩溃。

预期的三元运算符boolValue ? "true" : "false"对我来说看起来足够安全，我假设，“无论是什么垃圾值都boolValue无关紧要，因为它无论如何都会评估为真或假。”

我已经设置了一个Compiler Explorer 示例，它显示了反汇编中的问题，这里是完整的示例。注意：为了重现该问题，我发现有效的组合是使用带有 -O2 优化的 Clang 5.0.0。

问题是由于优化器而出现的：它很聪明地推断出字符串“true”和“false”的长度仅相差 1。因此，它不是真正计算长度，而是使用 bool 本身的值，这应该技术上是 0 或 1，如下所示：

虽然这很“聪明”，但可以这么说，我的问题是：C++ 标准是否允许编译器假设 bool 只能具有“0”或“1”的内部数字表示并以这种方式使用它？

或者这是实现定义的情况，在这种情况下，实现假设它的所有布尔值将只包含 0 或 1，并且任何其他值都是未定义的行为领域？

在Blandy 和 Orendorff的Programming Rust第 322 页上是这样的声明：

...Rust...认识到有一种更简单的方法可以将数字从 1n求和：总和始终等于n * (n+1) / 2。

这当然是一个众所周知的等价，但是编译器是如何识别它的呢？我猜它是在 LLVM 优化过程中，但是 LLVM 是否以某种方式从第一原理推导出等价，或者它只是有一些可以简化为算术运算的“公共循环计算”？

据我所知，引用/指针别名会阻碍编译器生成优化代码的能力，因为它们必须确保生成的二进制文件在两个引用/指针确实别名的情况下正确运行。例如，在下面的 C 代码中，

当clang version 6.0.0-1ubuntu2 (tags/RELEASE_600/final)使用-O3标志编译时，它会发出

在这里，代码存储回(%rdi)两次以防万一int *a和int *b别名。

当我们明确告诉编译器这两个指针不能使用restrict关键字别名时：

然后 Clang 将发出更优化的二进制代码版本：

由于 Rust 确保（在不安全的代码中除外）两个可变引用不能别名，我认为编译器应该能够发出更优化的代码版本。

rustc 1.35.0当我使用下面的代码进行测试并使用with 进行编译时-C opt-level=3 --emit obj，

它生成：

这没有利用保证a并且b不能别名。

这是因为当前的 Rust 编译器仍在开发中，还没有结合别名分析来进行优化吗？

这是因为即使在安全的 Rust 中，仍然有可能a并且可以别名？b

Rust 有 128 位整数，它们用数据类型表示i128（u128对于无符号整数）：

Rust 如何使这些i128值在 64 位系统上工作；例如，它如何对这些进行算术运算？

因为，据我所知，该值无法放入 x86-64 CPU 的一个寄存器中，编译器是否以某种方式将两个寄存器用于一个i128值？或者他们是否使用某种大整数结构来表示它们？

When running a sum loop over an array in Rust, I noticed a huge performance drop when CAPACITY >= 240. CAPACITY = 239 is about 80 times faster.

Is there special compilation optimization Rust is doing for "short" arrays?

Compiled with rustc -C opt-level=3.

这个问题与这个问题非常相似，但我不确定如何在以下情况下获得大小：

我有一个指针类型，例如i32*.

现在我想获得“指向”类型的大小，所以i32（又名 4）。

现在我正在使用以下代码，这似乎有效，但我不确定它是否真的正确：

（注意：t传递给函数的类型总是指针类型）

我编写了这个非常简单的 Rust 函数：

我编写了一个基本基准，它使用有序数组和随机数组调用该方法：

令我惊讶的是，这两个基准测试具有几乎完全相同的运行时间，而 Java 中的类似基准测试显示两者之间存在明显差异，这可能是由于在 shuffled 情况下分支预测失败所致。

我见过提到条件移动指令，但如果我otool -tv是可执行文件（我在 Mac 上运行），我在iterate方法输出中看不到任何内容。

谁能阐明为什么 Rust 中的有序和无序案例之间没有明显的性能差异？