可以使用`__builtin_expect`影响程序语义吗？

Question

海湾合作委员会（和锵也），提供这种__builtin_expect人类辅助的分支预测，为解释在这里 。 非正式地，人们通过以下方式解释其语义：“编译器只是无条件地处理指定的分支，如果条件应该与指示的不同，则会发生昂贵的回滚”。

但如果我有一段代码如下：

if (__builtin_expect(p != 0, 1)) // line 1
  p->access_object();            // line 2

如果我按字面意思处理上面的非正式解释，编译器只需执行第2行而不等待第1行中的条件计算，因此如果指针恰好为空，则会导致未定义的行为（空指针解除引用）。

我的问题是，如果我使用__builtin_expect ，我仍然得到保证，我的防御性检查有效吗？ 如果是这样的话，如果我在防御性检查中使用__builtin_expect作为上述内容，我会获得任何运行时间的好处吗？

（注意：我这样使用__builtin_expect目的是为了获得p非空的情况下的最大性能，代价是减速（甚至是数量级） p为空的情况;即使后者案件经常出现。）

Answer 1

不，builtin_expect不会影响无竞赛计划的语义。

特别是，如果该代码具有无法撤消的副作用，则编译器不得发出执行if块主体的代码。 除了性能之外，代码必须“好像”不使用builtin_expect 。

对于您的具体示例：

if (__builtin_expect(p != 0, 1)) // line 1
  p->access_object();            // line 2

如果p为null，则无法取消引用。 那么在这种情况下， builtin_expect什么意义呢？ 它能做的最多就是告诉编译器“ p可能不是null，所以可能会调用access_object() 。” 如果access_object()的定义是inline ，编译器可能会尝试内联它，而如果您说“ p可能为null”，编译器可能会决定最好不要在此调用站点内联access_object()的代码，因为它不太可能被使用。

事实上，这导致在实践中非直观地使用了builtin_expect ：你可以用来表示“这段代码是慢速路径”，而不管它是多么“可能”。 作为一个简单的例子，服务器程序可能会这样做：

if (__builtin_expect(is_allowed(user, request), 1))
    process(request);
else
    reject(request);

即使我们发现50％的请求是非法的并且将被拒绝，我们仍可能决定标记可能采取的“快乐路径”，因为我们不关心减缓拒绝。