代码之家 › 专栏 › 技术社区 › Tim Diekmann suresh madaparthi

为什么Rust编译器不能优化掉Box::downcast的Err arm?

compiler-optimization llvm rust optimization assembly

Tim Diekmann suresh madaparthi · 技术社区 · 6 年前

我有一个 Box<dyn Any> 我知道底层的类型,所以我想在 Box::downcast() ( source ).

首先我试着 std::hint::unreachable_unchecked()

pub unsafe fn downcast() -> Box<i32> {
    let value = any();
    if let Ok(value) = value.downcast() {
        value
    } else {
        std::hint::unreachable_unchecked()
    }
}

和

pub unsafe fn downcast() -> Box<i32> {
    any().downcast().map_err(|_| std::hint::unreachable_unchecked()).unwrap()
}

具有 rustc -C opt-level=3 两者的结果都是(省略40行):

example::downcast:
        push    rbx
        sub     rsp, 16
        call    any@PLT
        mov     rbx, rax
        mov     qword ptr [rsp], rax
        mov     qword ptr [rsp + 8], rdx
        mov     rdi, rax
        call    qword ptr [rdx + 24]
        mov     rax, rbx
        add     rsp, 16
        pop     rbx
        ret
        mov     rbx, rax
        mov     rdi, rsp
        call    core::ptr::drop_in_place
        mov     rdi, rbx
        call    _Unwind_Resume@PLT
        ud2

因为这不是我想要的优化,所以我尝试了

pub unsafe fn downcast() -> Box<i32> {
    let value = any();
    std::intrinsics::assume(value.is::<i32>());
    value.downcast().unwrap()
}

但情况更糟(省略118行):

example::downcast:
        push    r15
        push    r14
        push    rbx
        sub     rsp, 32
        call    any@PLT
        mov     rbx, rax
        mov     r14, rdx
        mov     qword ptr [rsp], rax
        mov     qword ptr [rsp + 8], rdx
        mov     r15, qword ptr [rdx + 24]
        mov     rdi, rax
        call    r15
        mov     qword ptr [rsp + 16], rbx
        mov     qword ptr [rsp + 24], r14
        mov     rdi, rbx
        call    r15
        movabs  rcx, -5015437470765251660     ;TypeId::of::<i32>()
        cmp     rax, rcx
        jne     .LBB5_7
        mov     rax, rbx
        add     rsp, 32
        pop     rbx
        pop     r14
        pop     r15
        ret
.LBB5_7:
        mov     rdi, rbx
        mov     rsi, r14
        call    core::result::unwrap_failed
        ud2
        mov     rbx, rax
        lea     rdi, [rsp + 16]
        call    core::ptr::drop_in_place
        mov     rdi, rbx
        call    _Unwind_Resume@PLT
        ud2
        mov     rbx, rax
        mov     rdi, rsp
        call    core::ptr::drop_in_place
        mov     rdi, rbx
        call    _Unwind_Resume@PLT
        ud2

我希望生成这样的代码,这是 Ok 手臂从 Box::downcast

pub unsafe fn downcast() -> Box<i32> {
    let value = any();
    let raw: *mut dyn Any = Box::into_raw(value);
    Box::from_raw(raw as *mut i32)
}

这就导致了( 零行(省略):

example::downcast:
        push    rax
        call    any@PLT
        pop     rcx
        ret

为什么编译器不能以这种方式优化代码?

所有组件 generated by godbolt

1 回复 | 直到 5 年前

orlp 6 年前

让我们尽量手动优化您的代码。如果我们手动内联 downcast() 我们得到以下结果:

pub unsafe fn downcast() -> Box<i32> {
    let value = any();
    if value.is::<i32>() {
        let raw: *mut Any = Box::into_raw(value);
        Box::from_raw(raw as *mut i32)
    } else {
        std::hint::unreachable_unchecked()
    }
}

我们可以改变这一点:

pub unsafe fn downcast() -> Box<i32> {
    let value = any();
    value.is::<i32>();
    let raw: *mut Any = Box::into_raw(value);
    Box::from_raw(raw as *mut i32)
}

value.is::<i32>()

这个 is 方法调用 get_type_id 在 dyn Any 对象。该方法只能在运行时确定。以及 可能有副作用 . 因此它可以不

您可以通过以下函数看到与示例中相同的冗长汇编代码:

#![feature(get_type_id)]
pub fn nop(any: Box<dyn Any>) {
    any.get_type_id();
}

Any::get_type_id 是由编译器普遍定义的,不能被重写,但是编译器没有足够的智能来实现这一点。