【发布时间】：2020-02-27 13:54:37
【问题描述】：
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。在这样做的过程中，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，它删除了额外的内存读取并遇到了问题。我正在使用单声道 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。我的问题是，我做错了什么，这是错过了优化机会，还是这里有其他问题（不进行这种优化的一些充分理由）？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。
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
我决定检查一下 C++ 的情况是否有所不同，并且对我的发现有点惊讶。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
所以这里也没有进行优化（虽然，公平地说，没有((noinline))，这段代码甚至不会出现在目标文件中。）clang 也是如此：
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读取，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)
【问题讨论】：
标签： c# c++ mono compiler-optimization