为什么clang忽略__restrict__？

Question

我刚刚测试了一个小示例，以检查__restrict__在最新编译器上是否在C++中工作：

void foo(int x,int* __restrict__ ptr1, int& v2) {
   for(int i=0;i<x;i++) {
       if(*ptr1==v2) {
           ++ptr1;
       } else {
           *ptr1=*ptr1+1;
       }
   }
}

当在godbolt.org上使用最新的gcc (gcc8.1 -O3 -std=c++14)尝试它时，__restrict__按预期工作：v2只加载一次，因为它不能使用ptr1别名。

以下是相关的装配部件：

.L5:
  mov eax, DWORD PTR [rsi]
  cmp eax, ecx # <-- ecx contains v2, no load from memory
  jne .L3
  add edx, 1
  add rsi, 4
  cmp edi, edx
  jne .L5

现在，最新的clang (clang6.0.0 -O3 -std=c++14)也是如此。它只展开一次循环，因此生成的代码要大得多，但是下面是要点：

.LBB0_3: # =>This Inner Loop Header: Depth=1
  mov edi, dword ptr [rsi]
  cmp edi, dword ptr [rdx] # <-- restrict didn't work, v2 loaded from memory in hot loop
  jne .LBB0_9
  add rsi, 4
  mov edi, dword ptr [rsi]
  cmp edi, dword ptr [rdx] # <-- restrict didn't work, v2 loaded from memory in hot loop
  je .LBB0_12

为什么是这种情况？我知道__restrict__是不标准的，编译器可以随意忽略它，但是它似乎是从代码中获取最后一点性能的一种非常基本的技术，所以我怀疑clang在支持和忽略关键字本身的同时并不支持它。那么，这里有什么问题呢？我做错什么了吗？

Answer 1

这么多没用的评论..。

这似乎是Clang别名分析器中的一个bug。如果您将v2类型更改为short编译器，则可以根据基于类型的别名规则从循环中愉快地删除它：

for.body:                                         ; preds = %for.inc, %for.body.lr.ph
  %i.09 = phi i32 [ 0, %for.body.lr.ph ], [ %inc, %for.inc ]
  %ptr1.addr.08 = phi i32* [ %ptr1, %for.body.lr.ph ], [ %ptr1.addr.1, %for.inc ]
  %1 = load i32, i32* %ptr1.addr.08, align 4, !tbaa !5
  %cmp1 = icmp eq i32 %1, %conv
  br i1 %cmp1, label %if.then, label %if.else

但是对于原始循环，两个内存引用的别名集是相同的，这就是为什么中间端不能优化它的原因：

  %i.08 = phi i32 [ %inc, %for.inc ], [ 0, %for.body.preheader ]
  %ptr1.addr.07 = phi i32* [ %ptr1.addr.1, %for.inc ], [ %ptr1, %for.body.preheader ]
  %0 = load i32, i32* %ptr1.addr.07, align 4, !tbaa !1
  %1 = load i32, i32* %v2, align 4, !tbaa !1
  %cmp1 = icmp eq i32 %0, %1
  br i1 %cmp1, label %if.then, label %if.else

请注意附加到两个内存引用的!tbaa !1，这意味着编译器无法区分它们中的任何一个访问的内存。似乎restrict注释已经丢失了。

我鼓励您使用最新的Clang来复制它，并在LLVM Bugzilla中提交一个bug (一定要抄送哈尔芬克尔)。