将使用ARM的“限制”关键字提高我的代码？

Posted 2021-04-13

我在做一些研究和跨this article描述了restrict关键字相当不错来了，我觉得我有它的有效使用，结果体面的把握。引述restrict的定义，文章的引用：

C99的一个新特点：该限制类型限定符允许写入程序，使译员可以产生显著更快的可执行文件。 [...]任何人对他们来说，这不是一个问题完全可以忽略了语言的这一功能。 - 从基本原理国际标准 - 编程语言 - C [std.dkuug.dk]（6.7.3.1形式限制的定义）

在我的情况下，出现这种情况是真实的;我写的嵌入代码可能获得更高的性能编译的代码中获益，我不能与装配利用它的帮助十分舒服。所以我正在考虑在适当的地方使用restrict。具体来说，我有几个功能，这回路，并采取相同类型的指针参数，所以它看起来像我的代码可以从这一表面上受益。

不过，文章指出：

你应该想到，所有别名信息都被定义为严格的关键词几乎总是执行显著好，从不差，比不受限制的指针代码。这是对超标量RISC或类RISC架构与大的寄存器文件，如PowerPC的或MIPS R4000尤其如此。

我用的ARM Cortex-M4与GCC工具链工作。我没有不同处理器架构的足够认识large register files的含义比较我的使用情况，但鉴于给出的例子处理器和一个快速谷歌搜索，我敢肯定，我不构成该名单，但也许是应用类ARM处理器会。

所以，这一切在心中，我会看到超越微优化有什么好处？我完全相信个人资料的一种方式或其他，但我想知道restrict在ARM的Cortex-M4 / GCC的背景下定性的影响，具体而言，如果其管道可以利用的变化，或者有一些这将阻止一个重大的好处，如不能够调度内存访问等因素。

答案

Restrict关键字允许编译器程序某些内存操作之间的依赖关系删除。这将打开的机会，大量的优化例如中更紧的指令调度（这又使得从循环展开较高的收益），自动向量化或（在ARM的情况下ldm / stm）多条标量加载/存储到矢量化的变体组合。

上层阶级，乱序架构（如皮质-A在ARM的情况下）非常努力（而花费大量的功率）在运行时动态地分析和重新排序的指令流来执行这些优化，（即使有restrict可以使更高级别的优化，例如自动向量化）。低端，喜欢M4嵌入式内核缺乏这种能力，因此restrict注解是为表现有绝对至关重要。

正如其他评论者所指出的那样，restrict的语义是不完全微不足道的，所以我建议利用它只有在热循环。