48

Объясните, пожалуйста, что такое интринсики?

8
  • 1
    Кстати, посмотрите тут: msdn.microsoft.com/ru-ru/library/tzkfha43.aspx И еще - например, в Open Watcom было можно указать, использовать ли реальный вызов для некоторых функций, или использовать intrinsic - по сути, готовый встраиваемый ассемблерный код.
    – Harry
    30 янв 2017 в 12:18
  • можно где-то посмотреть на пример использования этого чуда?
    – Arkady
    30 янв 2017 в 12:19
  • @VladfromMoscow первым комментарием Grundy дал ссылку на наукообразную статью с этим термином в русской транскрипции. Там автор вводит термин и на всякий случай его поясняет.
    – Arkady
    30 янв 2017 в 12:52
  • 1
    @0andriy, мой вопрос был праздным. Просто я согласен с тезисами из комментария VladFromMoscow с одной стороны, а с другой осознал, что столкнись я с такой задачей, я бы поломал голову, как корректно это перевести, и стоит ли переводить. И "присущий", имхо, по прежнему не очевидно) Пока мне кажется самым разумным не переводить термин, но и не использовать транслит.
    – Arkady
    31 янв 2017 в 8:25

5 ответов 5

42

В С/С++ любая сущность, объявленная, но не определённая в пределах компилируемого файла считается внешней. Это относится и к функциям в не меньшей степени, к чем к переменным. Ссылки на внешние функции остаются в скомпилированном объектном файле и будут заменены на обращения к настоящим сущностям только на этапе линковки, если все межмодульные зависимости будут удовлетворены. Не существует никакой разницы между PrivetVasya() и printf() — с точки зрения компилятора обе абсолютно равнозначны и про обе можно сказать «да это просто какие-то внешние функции». Когда идиотские учебники или учителя-недоучки начинают говорить «встроенная функция языка printf()» (а это очень популярный бред) — надо понимать, что это просто глупость, что в язык ничего такого не встроено, что компилятор обрабатывает вызов к printf() на тех же условиях, что и вызов к любой другой функции, да хоть в соседнем файле реализованной. Что касается той же printf() — то это не встроенная функция языка, а функция стандартной библиотеки языка. Стандарт на язык эту функцию описывает, провозглашает её наличие в стандартной библиотеке, но сам компилятор к стандартной библиотеке отношения не имеет — она может появиться на этапе линковки, а может и вообще не появляться.

Тем не менее, есть поистине встроенные функции, для которых в компиляторе на самом деле реализована особая обработка — они называются intrinsic-ами. У разных компиляторов набор intrinsic-ов разный. Intrinsic-ом может быть и функция, которая штатно должна жить в стандартной библиотеке. При вызове intrinsic-функции компилятор генерирует особый код, характерный именно для данной функции: не генерируется никакого call-а, не будет никакого реального вызова и возврата, а будет несколько инструкций, выполняющих нужную задачу. Например очень распространённый intrinsic memcpy() компилируется не в вызов какой-то функции, а в инструкцию repnz movs (пример для x86).

Понятное дело, что в стандартной библиотеке С (libc) для AVR есть некоторые функции, которые обеспечивают задержку. Естественно, это полновесные функции, которые внутри крутят цикл. Если нужна задержка в 1—2 такта, то естественно, такие тяжеловесные функции не подходят. Сделать задержку в 1 такт полноценной (и обыкновенной) функцией нельзя: даже если это будет совершенно пустая функция, инструкция call выполняется за 4 такта, и инструкция ret — ещё 4 такта, итого 8 тактов на вызов пустой функции.

Без малейшей лишней мысли понятно, что задержки в единицы тактов (меньше 8) могут быть реализованы только intrinsic-ами. И теперь, скрестив пальцы, спросим: а есть ли в avr-gcc delay-функции (функции задержки), выполненные как intrinsic-и? Действительно есть такой intrinsic — функция называется __builtin_avr_delay_cycles().

Источник: Фейл gcc (или назвался intrinsic'ом — полезай в оптимизатор).

3
  • 1
    И оформлять цитатой не буду. Тем более, в одном из абзацев поменял пару слов.
    – Qwertiy
    30 янв 2017 в 12:46
  • И делать общим -- тоже? )
    – A K
    30 янв 2017 в 12:47
  • 1
    @AK, я переписал bb-коды на markdown и поменял одно предложение :)
    – Qwertiy
    30 янв 2017 в 12:53
29

Вот конкретный пример из VC++.

#pragma intrinsic(strlen)
int main(int argc, const char * argv[])
{
    cout << strlen(argv[0]);
}

Компилируем с отключенной оптимизацией (/Od). При наличии #pragma intrinsic(strlen) получаем

    mov eax, 4
    imul    ecx, eax, 0
    mov edx, DWORD PTR _argv$[ebp]
    mov eax, DWORD PTR [edx+ecx]
    mov DWORD PTR tv74[ebp], eax
    mov ecx, DWORD PTR tv74[ebp]
    add ecx, 1
    mov DWORD PTR tv77[ebp], ecx
$LL3@main:
    mov edx, DWORD PTR tv74[ebp]
    mov al, BYTE PTR [edx]
    mov BYTE PTR tv80[ebp], al
    add DWORD PTR tv74[ebp], 1
    cmp BYTE PTR tv80[ebp], 0
    jne SHORT $LL3@main
    mov ecx, DWORD PTR tv74[ebp]
    sub ecx, DWORD PTR tv77[ebp]
    mov DWORD PTR tv70[ebp], ecx
    mov edx, DWORD PTR tv70[ebp]
    push    edx
    mov ecx, OFFSET ?cout@std@@3V?$basic_ostream@DU?$char_traits@D@std@@@1@A ; std::cout

А при отсутствии -

mov eax, 4
imul    ecx, eax, 0
mov edx, DWORD PTR _argv$[ebp]
mov eax, DWORD PTR [edx+ecx]
push    eax
call    _strlen
add esp, 4
push    eax
mov ecx, OFFSET ?cout@std@@3V?$basic_ostream@DU?$char_traits@D@std@@@1@A ; std::cout
call    ??6?$basic_ostream@DU?$char_traits@D@std@@@std@@QAEAAV01@I@Z ; std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<<

(Для информации - при включенной оптимизации одинаково в обоих случаях -

    mov eax, DWORD PTR _argv$[esp-4]
    mov eax, DWORD PTR [eax]
    lea edx, DWORD PTR [eax+1]
    npad    7
$LL3@main:
    mov cl, BYTE PTR [eax]
    inc eax
    test    cl, cl
    jne SHORT $LL3@main
    sub eax, edx
    mov ecx, OFFSET ?cout@std@@3V?$basic_ostream@DU?$char_traits@D@std@@@1@A ; std::cout
    push    eax
    call    ??6?$basic_ostream@DU?$char_traits@D@std@@@std@@QAEAAV01@I@Z ; std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<<

Т.е. в определенном смысле это inline-функции, только с заранее готовым ассемблерным кодом.

1
  • 11
    в определенном смысле это inline-функции, только с заранее готовым ассемблерным кодом - совсем доступно объяснили +1 30 янв 2017 в 12:30
15

Интринсики — это функции, вызовы которых заменяются компилятором на некую внутрикомпиляторную магию. То есть вы думаете, что вызываете функцию, но на самом деле её не существует, и вместо неё напрямую подставляется некий машинный код вне зависимости от флагов оптимизации.

2
  • Arhadthedev, а почему тогда компилятор это не делает автоматически к примеру для каждой стандартной библиотечной функции ?
    – Optimus1
    29 ноя 2020 в 21:00
  • 2
    С точки зрения компилятора нет никаких стандартных функций. Он видит всего лишь вызов, например, strlen, реализованный где-то в другом месте. Что же там на самом деле - библиотечная функция или что-то одноименное пользовательское - станет известно сильно позже. 21 дек 2020 в 20:36
8

Intrinsic - это обёртка над функциями, которая встроена в компилятор, в таком же виде, как и обычные функции. Иными словами можно сказать, что это механизм включения машинных инструкций в код.

Полезные ссылки для ознакомления:

  1. Intrinsic function (en WiKi)
  2. Встроенные объекты компилятора
  3. What are intrinsics? (en SO)
3

Интринсиками в терминологии С и С++ называются сущности (обычно функции), которые с одной стороны формально не являются частью ядра языка (т.е. формально это сущности библиотечного уровня), но семантика которых тем не менее досконально и исчерпывающе известна компилятору.

Например, с формальной точки зрения стандартная функция strcmp является обычной библиотечной функцией. Компилятор не знает об этой функции ничего, кроме информации, содержащейся в ее объявлении: список и типы параметров и тип возвращаемого значения. Компилятор не знает, чему равно strcmp("abc", "abc") и не знает, меняет ли функция strcmp глобальньую переменную int vasya;.

Однако в некоторых реализациях эта функция может быть интринсиком: компилятор может обладать исчерпывающей информацией о том, что именно делает и чего не делает эта функция и использовать эту информацию в процессе генерации кода и выполнения оптимизаций. Реализация, в которой strcmp является интриниском, знает, что вызов strcmp("abc", "abc") можно заменить на константу 0 и что функция strcmp не меняет никаких глобальных переменных.

Можно сказать, что интринсики в чем-то похожи на inline-функции. Так как компилятор всегда видит полное определение inline-функции, он теоретически может извлечь из этого определения полное знание о семантике этой функции. Но на этом сходство и заканчивается. В случае интринсиков компилятору не нужно ничего ниоткуда извлекать: полное знание о семантике интринсика уже изначально заложено в компилятор его авторами.

Ваш ответ

Нажимая на кнопку «Отправить ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями использования и подтверждаете, что прочитали и поняли наши политику конфиденциальности и нормы поведения.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.