内建函数介绍:
GCC(GNU Compiler Collection)提供了许多内建函数(built-in functions),这些函数提供了一些特殊的功能或者是直接嵌入到生成的代码中的函数。这些内建函数通常是为了提高性能、支持特定硬件特性或者是实现一些底层的操作。
以下是一些 GCC 提供的常见内建函数的分类和示例:
原子操作函数:
-
原子加法和减法:
__sync_fetch_and_add(ptr, value)
__sync_fetch_and_sub(ptr, value)
-
原子逻辑操作:
__sync_fetch_and_and(ptr, value)
__sync_fetch_and_or(ptr, value)
__sync_fetch_and_xor(ptr, value)
这些函数用于执行原子操作,确保操作期间不会被中断,适合在多线程编程中用于同步和修改共享变量。
内存屏障函数:
- 内存屏障:
__sync_synchronize()
这个函数用于在内存操作中插入一个全局的内存屏障,确保内存操作的顺序和一致性。
类型检查函数:
- 类型兼容性检查:
__builtin_types_compatible_p(type1, type2)
这个函数用于在编译时检查两个类型是否兼容。
内存操作函数:
- 内存拷贝:
__builtin_memcpy(dest, src, n)
__builtin_memset(dest, value, n)
这些函数用于进行内存拷贝和内存设置操作,通常比标准库函数 memcpy
和 memset
更高效。
其他函数:
- 预测分支:
__builtin_expect(exp, c)
这个函数用于告诉编译器条件表达式的可能性,用以优化分支预测。
- 返回函数调用地址:
__builtin_return_address(level)
这个函数用于获取当前函数调用栈上指定层次的返回地址。
- 变量类型信息:
__builtin_object_size(ptr, type)
这个函数用于获取变量的大小,可以在编译时优化中使用。
示例代码:
#include <stdio.h>int main() {int x = 10;int y = 5;// 原子加法操作__sync_fetch_and_add(&x, y);printf("x after atomic add: %d\n", x); // 输出: x after atomic add: 15// 内存拷贝char src[] = "Hello";char dest[10];__builtin_memcpy(dest, src, sizeof(src));printf("Copied string: %s\n", dest); // 输出: Copied string: Hello// 类型检查if (__builtin_types_compatible_p(int, unsigned int)) {printf("int and unsigned int are compatible.\n");} else {printf("int and unsigned int are not compatible.\n");}return 0;
}
注意事项:
- GCC 的内建函数可以提高代码性能和效率,但是它们通常是特定于 GCC 的,并不一定在其他编译器或环境中有效或具有相同的实现。
- 在使用内建函数时,需要查阅 GCC 文档以了解具体的用法和限制。
- 内建函数通常是用于编写系统级代码、性能优化和特定硬件优化等场景。