别名分析和_restrict关键字-C

Question

别名分析如何处理 __restrict 和 __noalias 等关键字？它是否将它们视为没有混叠的证明？还是简单的根据指针计算自己的结果？

查看 LLVM 别名分析的结果，在执行 loads-binop-store 序列的许多紧密循环中，发现了以下瓶颈：即使输入和输出指针被充分标记为 __restrict，别名分析仍然假定它们为“MayAlias”并使循环末尾的存储依赖于循环中的所有负载。

例如

void _BitwiseOr_(unsigned char * __restrict * __restrict src1Addr, unsigned char * __restrict * __restrict src2Addr, unsigned char * __restrict * __restrict destAddr, unsigned int width) {
        uchar16 * __restrict src1 = (uchar16 * __restrict) *src1Addr;
      uchar16 * __restrict src2 = (uchar16 * __restrict) *src2Addr;
      uchar16 * __restrict dest = (uchar16 * __restrict) *destAddr;


        for (unsigned int i = 0; i < width; i += 4) {
        *dest++ = *src1++ | *src2++;
        *dest++ = *src1++ | *src2++;
        *dest++ = *src1++ | *src2++;
        *dest++ = *src1++ | *src2++;
        }
    }

.

define void @_BitwiseOr_(i8** noalias nocapture readonly %src1Addr, i8** noalias nocapture readonly %src2Addr, i8** noalias nocapture readonly %destAddr, i32 %width) local_unnamed_addr #0 {
entry:
  %0 = bitcast i8** %src1Addr to <16 x i8>**
  %1 = load <16 x i8>*, <16 x i8>** %0, align 4, !tbaa !2  
  %2 = bitcast i8** %src2Addr to <16 x i8>**
  %3 = load <16 x i8>*, <16 x i8>** %2, align 4, !tbaa !2    
  %4 = bitcast i8** %destAddr to <16 x i8>**
  %5 = load <16 x i8>*, <16 x i8>** %4, align 4, !tbaa !2         
  %6 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %1, align 8, !tbaa !6
  %7 = load <16 x i8>, <16 x i8>* %3, align 8, !tbaa !6
  %or = or <16 x i8> %7, %6
  store <16 x i8> %or, <16 x i8>* %5, align 8, !tbaa !6
  ret void
}

别名分析回答唯一没有别名的是：

i8** src1addr - i8** src2addr,
i8** src1addr - i8** destaddr,
i8** src2addr - i8** destaddr,
i8** destaddr - i8** destaddr,
i8** src1addr - i8** src1addr,
i8** src2addr - i8** src2addr

为什么不'benefit'使用__restrict关键字呢？有可能让它发挥作用吗？

以上由 clang 编译：

-cc1 -S -disable-free -main-file-name file.cpp -mllvm -disable-block-placement -funroll-loops -mllvm -unroll-allow-partial -mllvm -tail-merge-size=71 -mllvm -tail-dup-size=70 -fmath-errno -v -gcodeview -dwarf-column-info -coverage-file file.s -O3 -Wall -Werror=implicit-function-declaration -std=c++14 -fdeprecated-macro -fno-dwarf-directory-asm -ferror-limit 19 -fmessage-length 0 -ffreestanding -fallow-half-arguments-and-returns -fobjc-runtime=gcc -fdiagnostics-show-option -vectorize-loops -vectorize-slp -mllvm -no-phi-elim-live-out-early-exit -mllvm -use-cfl-aa=anders -mllvm -use-cfl-aa-in-codegen=anders -mllvm -debug -mllvm -da-delinearize -mllvm -mllvm -enable-tbaa -mllvm -enable-scoped-noalias -mllvm -evaluate-aa-metadata -mllvm -print-all-alias-modref-info

Answer 1

您需要阅读 C 标准中的规则。

"restrict" 指针当然可以别名。只是这在某些情况下会产生未定义的行为，因此它们会产生别名，但编译器完全可以忽略这一点。

您还需要注意，"restrict" 仅影响从 "restrict" 指针派生的指针与保证不是从同一 "restrict" 指针派生的指针。例如，如果 p 是一个 "restrict" 指针并且您调用 f (p)，该调用可以将 p 存储到任何静态或全局指针变量中。因此，如果您在调用后读取这样一个指针变量，编译器将不知道它是否派生自 restrict 指针，如果它派生自 p，则应用别名规则。

别名分析和_restrict关键字-C

alias analysis and _restrict keyword - C

c

llvm

alias

static-analysis

restrict