Как уже говорили другие, если означает ничего, как в C ++ 14 , так что давайте рассмотрим расширение __restrict__ GCC, которое делает то же самое, что и C99 restrict.
C99
restrict говорит, что два указателя не могут указывать на перекрывающиеся области памяти. Чаще всего используются аргументы функций.
Это ограничивает способ вызова функции, но позволяет оптимизировать компиляцию.
Если вызывающая сторона не соблюдает контракт restrict, неопределенное поведение.
C99 N1256, черновик 6.7.3 / 7 "Спецификаторы типов" гласит:
Предполагаемое использование квалификатора restrict (например, класса хранения регистров) состоит в том, чтобы способствовать оптимизации, и удаление всех экземпляров классификатора из всех блоков предварительной обработки перевода, составляющих соответствующую программу, не меняет его значения (т. Е. Наблюдаемое поведение).
и 6.7.3.1 «Формальное определение ограничения» дают кровные детали.
Возможная оптимизация
Пример из Википедии это очень подсветка.
Наглядно показано, как позволяет сохранить одну инструкцию по сборке .
Без ограничений:
void f(int *a, int *b, int *x) {
*a += *x;
*b += *x;
}
Псевдо сборка:
load R1 ← *x ; Load the value of x pointer
load R2 ← *a ; Load the value of a pointer
add R2 += R1 ; Perform Addition
set R2 → *a ; Update the value of a pointer
; Similarly for b, note that x is loaded twice,
; because a may be equal to x.
load R1 ← *x
load R2 ← *b
add R2 += R1
set R2 → *b
С ограничением:
void fr(int *__restrict__ a, int *__restrict__ b, int *__restrict__ x);
Псевдо сборка:
load R1 ← *x
load R2 ← *a
add R2 += R1
set R2 → *a
; Note that x is not reloaded,
; because the compiler knows it is unchanged
; load R1 ← *x
load R2 ← *b
add R2 += R1
set R2 → *b
Действительно ли GCC это делает?
g++ 4.8 Linux x86-64:
g++ -g -std=gnu++98 -O0 -c main.cpp
objdump -S main.o
С -O0 они одинаковы.
С -O3:
void f(int *a, int *b, int *x) {
*a += *x;
0: 8b 02 mov (%rdx),%eax
2: 01 07 add %eax,(%rdi)
*b += *x;
4: 8b 02 mov (%rdx),%eax
6: 01 06 add %eax,(%rsi)
void fr(int *__restrict__ a, int *__restrict__ b, int *__restrict__ x) {
*a += *x;
10: 8b 02 mov (%rdx),%eax
12: 01 07 add %eax,(%rdi)
*b += *x;
14: 01 06 add %eax,(%rsi)
Для непосвященных соглашение о вызовах :
rdi = первый параметр rsi = второй параметр rdx = третий параметр
Вывод GCC был даже более ясным, чем статья в вики: 4 инструкции против 3 инструкций.
Массивы
Пока у нас есть единственная экономия инструкций, но если указатель представляет массивы для зацикливания, общий случай использования, то может быть сохранен набор инструкций, как упомянуто supercat и michael .
Рассмотрим для примера:
void f(char *restrict p1, char *restrict p2, size_t size) {
for (size_t i = 0; i < size; i++) {
p1[i] = 4;
p2[i] = 9;
}
}
Из-за restrict, умный компилятор (или человек) может оптимизировать это до:
memset(p1, 4, size);
memset(p2, 9, size);
Что потенциально гораздо более эффективно, так как может быть оптимизировано для сборки при достойной реализации libc (например, glibc) Лучше ли использовать std :: memcpy () или std :: copy () с точки зрения производительности? , возможно с SIMD инструкциями .
Без ограничения эта оптимизация не может быть выполнена, например, рассмотреть следующие вопросы:
char p1[4];
char *p2 = &p1[1];
f(p1, p2, 3);
Тогда for версия составляет:
p1 == {4, 4, 4, 9}
, в то время как версия memset составляет:
p1 == {4, 9, 9, 9}
Действительно ли GCC это делает?
GCC 5.2.1. Linux x86-64 Ubuntu 15.10:
gcc -g -std=c99 -O0 -c main.c
objdump -dr main.o
С -O0 оба одинаковы.
С -O3:
с ограничением:
3f0: 48 85 d2 test %rdx,%rdx
3f3: 74 33 je 428 <fr+0x38>
3f5: 55 push %rbp
3f6: 53 push %rbx
3f7: 48 89 f5 mov %rsi,%rbp
3fa: be 04 00 00 00 mov $0x4,%esi
3ff: 48 89 d3 mov %rdx,%rbx
402: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp
406: e8 00 00 00 00 callq 40b <fr+0x1b>
407: R_X86_64_PC32 memset-0x4
40b: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp
40f: 48 89 da mov %rbx,%rdx
412: 48 89 ef mov %rbp,%rdi
415: 5b pop %rbx
416: 5d pop %rbp
417: be 09 00 00 00 mov $0x9,%esi
41c: e9 00 00 00 00 jmpq 421 <fr+0x31>
41d: R_X86_64_PC32 memset-0x4
421: 0f 1f 80 00 00 00 00 nopl 0x0(%rax)
428: f3 c3 repz retq
Два memset звонка, как и ожидалось.
без ограничений: без вызовов stdlib, всего 16 итераций развертка цикла , которые я не собираюсь воспроизводить здесь: -)
У меня не хватило терпения их протестировать, но я считаю, что ограниченная версия будет быстрее.
Строгое правило алиасинга
Ключевое слово restrict влияет только на указатели совместимых типов (например, два int*), поскольку строгие правила псевдонимов говорят, что псевдонимы несовместимых типов по умолчанию являются неопределенным поведением, и поэтому компиляторы могут предположить, что этого не происходит, и оптимизировать их.
См .: Какое правило строгого наложения имен?
Работает ли это для ссылок?
Согласно документации GCC это делает: https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-5.1.0/gcc/Restricted-Pointers.html с синтаксисом:
int &__restrict__ rref
Существует даже версия для this функций-членов:
void T::fn () __restrict__