GNU內置函數`__builtin_unreachable`如何在這段代碼中起作用？

Question

我的項目中有一個代碼片段，其中使用了__builtin_unreachable函數，但我不知道為什么需要它。

我從GNU __builtin_unreachable中讀到，似乎__builtin_unreachable函數用於通知編譯器在CPU運行時期間永遠不會到達此行，因此可以提前阻止編譯中的大量抱怨。 但是我不明白為什么在這段代碼片段中需要這個功能，似乎沒有任何事情會通過刪除__builtin_unreachable 。

# define ATHCONTAINERS_ASSUME(x) do { if (!(x)) __builtin_unreachable(); } while(0)


inline
void*
AuxVectorData::Cache::getDataArray (SG::auxid_t auxid,
                                    AuxVectorData& parent)
{
  // This function is important for performance.
  // Be careful when changing it.

  void* ptr = cachePtr (auxid);
  if (ATHCONTAINERS_UNLIKELY (ptr == 0)) {
    // We don't have the variable cached.
    // Call the out-of-line routine to get it cached.
    ptr = parent.getDataOol (auxid, false);

    // These inform the compiler of what the previous call did.
    // They tell the optimizer that it can now assume that this cache
    // entry is valid.
    ATHCONTAINERS_ASSUME (ptr != 0); 
    ATHCONTAINERS_ASSUME (cachePtr (auxid) != 0); 
    ATHCONTAINERS_ASSUME (cachePtr (auxid) == ptr);
  }
  return ptr;
}

Answer 1

ATHCONTAINERS_ASSUME告訴編譯器它的參數x不能為false。 這使編譯器不必生成任何代碼以適應x為假的可能性。 例如，當編譯器看到ATHCONTAINERS_ASSUME (ptr != 0)它可以假設ptr不為空，並且任何與該假設相矛盾的代碼都可以被優化掉，因為它將是未定義的行為。

例如，由於getDataArray()是inline ，編譯器可以在每個調用站點知道返回的指針永遠不會為null。 所以如果調用者這樣做：

if (void* p = cache.getDataArray(aux, parent))
    memcpy(p, "OK", 2);

編譯器可以生成直接寫入“OK”而不執行空檢查的代碼。

Answer 2

這很有趣，對我來說很新。

我最好的理解，從您鏈接到的文檔說：

如果控制流到達__builtin_unreachable()的點，則程序未定義。

因此，如果條件為false，宏基本上會達到未定義的行為。 因此，假設編譯器能夠基於不發生的假設進行優化，即條件不是假的。

我有興趣比較使用和不使用這些宏來構建代碼的結果，以進一步了解它所產生的實際差異。

依靠這個來實現某種優化對我來說似乎有些“脆弱”，因為它假定了很多關於編譯器的內部功能。

Answer 3

正如代碼注釋所示，它向優化器講述故事。

這告訴我的第一件事是編譯器可以假設返回值不是空指針。 如果將使用另一個gcc擴展名，即__attribute__((__returns_nonnull__)) ，它可能會提高代碼的可讀性。 將此添加到getDataArray的接口也可以保證該屬性，即使編譯器決定不能出於任何原因內聯它。

但它告訴的不止於此。 它還告訴（或試圖告訴）將來使用相同參數調用cachePtr將返回相同的結果。

通過刪除未使用的parent參數（以避免別名分析）以及將__attribute__((__const__))到getDataArray可以更好地保證所有這些屬性。