为什么这些简单的方法编译结果不同？

Question

我有点困惑为什么 clang 为以下两种方法发出不同的代码：

@interface ClassA : NSObject
@end

@implementation ClassA
+ (ClassA*)giveMeAnObject1 {
    return [[ClassA alloc] init];
}
+ (id)giveMeAnObject2 {
    return [[ClassA alloc] init];
}
@end

如果我们查看发出的 ARMv7，那么我们会在 O3 处看到启用 ARC 的情况：

        .align  2
        .code   16
        .thumb_func     "+[ClassA giveMeAnObject1]"
"+[ClassA giveMeAnObject1]":
        push    {r7, lr}
        movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC0_0+4))
        mov     r7, sp
        movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC0_0+4))
        movw    r0, :lower16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC0_1+4))
        movt    r0, :upper16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC0_1+4))
LPC0_0:
        add     r1, pc
LPC0_1:
        add     r0, pc
        ldr     r1, [r1]
        ldr     r0, [r0]
        blx     _objc_msgSend
        movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC0_2+4))
        movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC0_2+4))
LPC0_2:
        add     r1, pc
        ldr     r1, [r1]
        blx     _objc_msgSend
        pop.w   {r7, lr}
        b.w     _objc_autorelease

        .align  2
        .code   16
        .thumb_func     "+[ClassA giveMeAnObject2]"
"+[ClassA giveMeAnObject2]":
        push    {r7, lr}
        movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC2_0+4))
        mov     r7, sp
        movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC2_0+4))
        movw    r0, :lower16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC2_1+4))
        movt    r0, :upper16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC2_1+4))
LPC2_0:
        add     r1, pc
LPC2_1:
        add     r0, pc
        ldr     r1, [r1]
        ldr     r0, [r0]
        blx     _objc_msgSend
        movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC2_2+4))
        movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC2_2+4))
LPC2_2:
        add     r1, pc
        ldr     r1, [r1]
        blx     _objc_msgSend
        pop.w   {r7, lr}
        b.w     _objc_autoreleaseReturnValue

区别在于对 objc_autoreleaseReturnValue 和 objc_autorelease 的尾部调用。老实说，我希望两者都能调用 objc_autoreleaseReturnValue 。事实上，第一个方法不使用 objc_autoreleaseReturnValue 意味着它可能会比第二个方法慢，因为肯定会有一个自动释放，然后调用者保留，而不是更快地绕过这个冗余调用，如果运行时支持的话 ARC 就可以做到。

发出的 LLVM 给出了为什么会这样的某种原因：

define internal %1* @"\01+[ClassA giveMeAnObject1]"(i8* nocapture %self, i8* nocapture %_cmd) {
  %1 = load %struct._class_t** @"\01L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_", align 4
  %2 = load i8** @"\01L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_", align 4
  %3 = bitcast %struct._class_t* %1 to i8*
  %4 = tail call i8* bitcast (i8* (i8*, i8*, ...)* @objc_msgSend to i8* (i8*, i8*)*)(i8* %3, i8* %2)
  %5 = load i8** @"\01L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2", align 4
  %6 = tail call i8* bitcast (i8* (i8*, i8*, ...)* @objc_msgSend to i8* (i8*, i8*)*)(i8* %4, i8* %5)
  %7 = tail call i8* @objc_autorelease(i8* %6) nounwind
  %8 = bitcast i8* %6 to %1*
  ret %1* %8
}

define internal i8* @"\01+[ClassA giveMeAnObject2]"(i8* nocapture %self, i8* nocapture %_cmd) {
  %1 = load %struct._class_t** @"\01L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_", align 4
  %2 = load i8** @"\01L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_", align 4
  %3 = bitcast %struct._class_t* %1 to i8*
  %4 = tail call i8* bitcast (i8* (i8*, i8*, ...)* @objc_msgSend to i8* (i8*, i8*)*)(i8* %3, i8* %2)
  %5 = load i8** @"\01L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2", align 4
  %6 = tail call i8* bitcast (i8* (i8*, i8*, ...)* @objc_msgSend to i8* (i8*, i8*)*)(i8* %4, i8* %5)
  %7 = tail call i8* @objc_autoreleaseReturnValue(i8* %6) nounwind
  ret i8* %6
}

但我很难理解为什么它决定以不同的方式编译这两种方法。有人能解释一下吗？

更新：

更奇怪的是这些其他方法：

+ (ClassA*)giveMeAnObject3 {
    ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
    return a;
}

+ (id)giveMeAnObject4 {
    ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
    return a;
}

这些方法编译为：

        .align  2
        .code   16
        .thumb_func     "+[ClassA giveMeAnObject3]"
"+[ClassA giveMeAnObject3]":
        push    {r4, r7, lr}
        movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC2_0+4))
        add     r7, sp, #4
        movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC2_0+4))
        movw    r0, :lower16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC2_1+4))
        movt    r0, :upper16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC2_1+4))
LPC2_0:
        add     r1, pc
LPC2_1:
        add     r0, pc
        ldr     r1, [r1]
        ldr     r0, [r0]
        blx     _objc_msgSend
        movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC2_2+4))
        movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC2_2+4))
LPC2_2:
        add     r1, pc
        ldr     r1, [r1]
        blx     _objc_msgSend
        blx     _objc_retainAutoreleasedReturnValue
        mov     r4, r0
        mov     r0, r4
        blx     _objc_release
        mov     r0, r4
        pop.w   {r4, r7, lr}
        b.w     _objc_autoreleaseReturnValue

        .align  2
        .code   16
        .thumb_func     "+[ClassA giveMeAnObject4]"
"+[ClassA giveMeAnObject4]":
        push    {r4, r7, lr}
        movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC3_0+4))
        add     r7, sp, #4
        movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_-(LPC3_0+4))
        movw    r0, :lower16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC3_1+4))
        movt    r0, :upper16:(L_OBJC_CLASSLIST_REFERENCES_$_-(LPC3_1+4))
LPC3_0:
        add     r1, pc
LPC3_1:
        add     r0, pc
        ldr     r1, [r1]
        ldr     r0, [r0]
        blx     _objc_msgSend
        movw    r1, :lower16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC3_2+4))
        movt    r1, :upper16:(L_OBJC_SELECTOR_REFERENCES_2-(LPC3_2+4))
LPC3_2:
        add     r1, pc
        ldr     r1, [r1]
        blx     _objc_msgSend
        blx     _objc_retainAutoreleasedReturnValue
        mov     r4, r0
        mov     r0, r4
        blx     _objc_release
        mov     r0, r4
        pop.w   {r4, r7, lr}
        b.w     _objc_autoreleaseReturnValue

这一次，它们是相同的，但是这里有一些东西可以进一步优化：

1. 有一个冗余的 mov r4 , r0 后跟 mov r0, r4。

2. 先是保留，然后是释放。

当然，这两种方法的底部都可以变成：

LPC3_2:
        add     r1, pc
        ldr     r1, [r1]
        blx     _objc_msgSend
        pop.w   {r4, r7, lr}
        b.w     _objc_autoreleaseReturnValue

显然我们也可以省略弹出 r4 因为我们实际上不再破坏它了。然后该方法将变得与 giveMeAnObject2 完全相同，这正是我们所期望的。

clang 为何不聪明，做出这样的事？！

Answer 1

这似乎是优化器中的一个错误，并被跟踪为 rdar://problem/10813093。