Почему Visual Studio не выполняет оптимизацию возвращаемых значений (RVO) в этом случае
Я отвечал на вопрос и рекомендовал вернуть значение для большого типа, потому что я был уверен, что компилятор выполнит оптимизацию возвращаемого значения (RVO). Но потом мне было указано, что Visual Studio 2013 не выполняет RVO в моем коде.
Я нашел здесь вопрос о том, что Visual Studio не выполнил RVO, но в этом случае было похоже, что, если это действительно важно, Visual Studio будет выполнять RVO, В моем случае это имеет значение, это существенно влияет на производительность, которую я подтвердил результатами профилирования. Вот упрощенный код:
#include <vector>
#include <numeric>
#include <iostream>
struct Foo {
std::vector<double> v;
Foo(std::vector<double> _v) : v(std::move(_v)) {}
};
Foo getBigFoo() {
std::vector<double> v(1000000);
std::iota(v.begin(), v.end(), 0); // Fill vector with non-trivial data
return Foo(std::move(v)); // Expecting RVO to happen here.
}
int main() {
std::cout << "Press any key to start test...";
std::cin.ignore();
for (int i = 0; i != 100; ++i) { // Repeat test to get meaningful profiler results
auto foo = getBigFoo();
std::cout << std::accumulate(foo.v.begin(), foo.v.end(), 0.0) << "\n";
}
}
Я ожидаю, что компилятор выполнит RVO по типу возврата из getBigFoo(). Но вместо этого он копирует Foo.
Я знаю, что компилятор создаст конструктор-копию для Foo. Я также знаю, что в отличие от совместимого компилятора С++ 11 Visual Studio не создает конструктор move для Foo. Но это должно быть ОК, RVO является концепцией С++ 98 и работает без семантики перемещения.
Итак, вопрос в том, есть ли веская причина, почему Visual Studio 2013 не выполняет оптимизацию возвращаемого значения в этом случае?
Я знаю несколько обходных решений. Я могу определить конструктор move для Foo:
Foo(Foo&& in) : v(std::move(in.v)) {}
что хорошо, но есть много устаревших типов, у которых нет конструкторов move, и было бы неплохо узнать, что я могу полагаться на RVO с этими типами. Кроме того, некоторые типы могут быть неотъемлемо скопируемыми, но не подвижными.
Если я перехожу из RVO в NVRO (с именем return value optimization), то Visual Studio действительно выполняет оптимизацию:
Foo foo(std::move(v))
return foo;
что любопытно, потому что я считал NVRO менее надежным, чем RVO.
Еще более любопытно, если я сменил конструктор Foo, чтобы он создавал и заполнял vector:
Foo(size_t num) : v(num) {
std::iota(v.begin(), v.end(), 0); // Fill vector with non-trivial data
}
вместо того, чтобы перемещать его тогда, когда я пытаюсь выполнить RVO, он работает:
Foo getBigFoo() {
return Foo(1000000);
}
Я рад пойти с одним из этих обходных решений, но я бы хотел, чтобы предсказать, когда RVO может потерпеть неудачу, как это в будущем, спасибо.
Изменить: Более сжатая живая демонстрация от @dyp
Edit2: Почему бы мне просто написать return v;?
Для начала это не помогает. Результаты профилировщика показывают, что Visual Studio 2013 все еще копирует вектор, если я просто пишу return v; И даже если бы он работал, это было бы всего лишь обходным путем. Я не пытаюсь исправить этот конкретный фрагмент кода, я пытаюсь понять, почему RVO терпит неудачу, поэтому я могу предсказать, когда это может закончиться в будущем. Верно, что это более сжатый способ написания этого конкретного примера, но есть много случаев, когда я не мог просто написать return v;, например, если Foo имел дополнительные параметры конструктора.
Ответы
Ответ 1
Если код выглядит так, как он должен быть оптимизирован, но не оптимизирован, я бы добавил ошибку здесь http://connect.microsoft.com/VisualStudio или поднимет случай поддержки с Microsoft.
Эта статья, хотя для VС++ 2005 (я не мог найти текущую версию документа) объясняет некоторые сценарии, когда это не сработает. http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms364057(v=vs.80).aspx#nrvo_cpp05_topic3
Если мы хотим убедиться, что оптимизация произошла, одна из возможностей - проверить выход сборки. Это может быть автоматизировано как задача сборки, если это необходимо.
Для этого требуется генерация вывода .asm с использованием опции /FAs:
cl test.cpp /FAs
Будет генерировать test.asm.
Потенциальный пример в PowerShell ниже, который можно использовать следующим образом:
PS C:\test> .\Get-RVO.ps1 C:\test\test.asm test.cpp
NOT RVO test.cpp - ; 13 : return Foo(std::move(v));// Expecting RVO to happen here.
PS C:\test> .\Get-RVO.ps1 C:\test\test_v2.optimized.asm test.cpp
RVO OK test.cpp - ; 13 : return {std::move(v)}; // Expecting RVO to happen here.
PS C:\test>
script:
# Usage Get-RVO.ps1 <input.asm file> <name of CPP file you want to check>
# Example .\Get-RVO.ps1 C:\test\test.asm test.cpp
[CmdletBinding()]
Param(
[Parameter(Mandatory=$True,Position=1)]
[string]$assemblyFilename,
[Parameter(Mandatory=$True,Position=2)]
[string]$cppFilename
)
$sr=New-Object System.IO.StreamReader($assemblyFilename)
$IsInReturnSection=$false
$optimized=$true
$startLine=""
$inFile=$false
while (!$sr.EndOfStream)
{
$line=$sr.ReadLine();
# ignore any files that aren't our specified CPP file
if ($line.StartsWith("; File"))
{
if ($line.EndsWith($cppFilename))
{
$inFile=$true
}
else
{
$inFile=$false
}
}
# check if we are in code section for our CPP file...
if ($inFile)
{
if ($line.StartsWith(";"))
{
# mark start of "return" code
# assume optimized, unti proven otherwise
if ($line.Contains("return"))
{
$startLine=$line
$IsInReturnSection=$true
$optimized=$true
}
}
if ($IsInReturnSection)
{
# call in return section, not RVO
if ($line.Contains("call"))
{
$optimized=$false
}
# check if we reached end of return code section
if ($line.StartsWith("$") -or $line.StartsWith("?"))
{
$IsInReturnSection=$false
if ($optimized)
{
"RVO OK $cppfileName - $startLine"
}
else
{
"NOT RVO $cppfileName - $startLine"
}
}
}
}
}
