Missed optimization/perf oddity with allocations

[peterwmwong]

Consider the following minimized example:

pub fn test() {
    for _ in 0..128 {
        let _ = vec![0; 32];
    }
}

Expected output (rustc 1.81.0 eeb90cd 2024-09-04):

example::test::hbbde2d255ea2eb40:
        ret

Actual output (rustc 1.91.0-nightly 040a98a 2025-08-20):

Note: Starting in 1.89 with #141061, unexpected calls replace the unexpected movzxs seen in version 1.83 to 1.88.

example::test::h8c11ad83f7845e4c:
        push    rbx
        mov     rbx, qword ptr [rip + __rustc[861857bac794ed70]::__rust_no_alloc_shim_is_unstable_v2@GOTPCREL]
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        call    rbx
        mov     rax, rbx
        pop     rbx
        jmp     rax

Actual output with unexpected `movzx`s (rustc 1.88.0 6b00bc3 2025-06-23):

example::test::ha559be6b680d7ef2:
        mov     rax, qword ptr [rip + __rust_no_alloc_shim_is_unstable@GOTPCREL]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   ecx, byte ptr [rax]
        movzx   eax, byte ptr [rax]
        ret

Godbolt: https://www.godbolt.org/z/x458Pv8P5

[workingjubilee]

I know this is a "minimal reduction" but is there an example where this impacts actual programs?

[Artikae]

For reference, the actual cause, as far as I can tell, is this line in the alloc function.

// Make sure we don't accidentally allow omitting the allocator shim in
// stable code until it is actually stabilized.
core::ptr::read_volatile(&__rust_no_alloc_shim_is_unstable);

It, of course, can't be optimized out because it's volatile.

That line doesn't appear in alloc_zeroed, for some reason. (Maybe a bug?)

[peterwmwong]

Just noticed a helpful rundown of the cause, why, and perf potential if fixed (@Kobzol's perf run) in this zulip conversation

[saethlin]

Would you count this as fixed if we make the codegen match by regressing the good case? #130497

[peterwmwong]

Bold move @saethlin 😆. I've updated bug description/repro.

Y'all do whatever you want with this, just an observation I made a while back looking into Mojo's claims being faster than Rust.