Question

虽然有许多示例[1] [2] [3]解决了restrict关键字的工作原理，但我并不完全确定限制关系是否可以传递给指针它可以指向。例如，以下代码声明了一个包含整数和指向整数的指针的结构。

typedef struct container_s {
  int x;
  int *i;
} container_s;


int bar(container_s *c, int *i) {
  int* tmp = c->i;
  *tmp = 5;      
  *i = 4;
  return *tmp;
}

int main(){
  return 0;
}

编译器是否需要额外的load指令才能上次访问tmp（返回值），因为它无法推断出*i和*tmp没有别名？

如果是这样，这个新定义会修复那个加载吗？

int bar(container_s *c, int* restrict i) { ... }

修改

这种情况int bar(container_s *c, int * restrict i) { ... }在我生成LLVM IR（clang -S -O3 -emit-llvm）时删除了提取负载。但是，我不明白为什么接下来的两个修改在以下情况下不会删除最终加载：

我更新了函数的定义（restrict是c->i的传递？）：
```
int bar(container_s * restrict c, int *i) { ... }
```

我更新结构如下（为什么编译器不能推断不需要额外的负载？）：

typedef struct container_s {
  int x;
  int * restrict i;
} container_s;

int bar(container_s *c, int *i) { ... }

Answer 1

“这个新标题会修复加载吗？”， - ＆gt;不。restrict引用i，并访问其字段：

...要求对该对象的所有访问直接或间接使用该特定指针的值...C11§6.7.38

但是当这些字段依次用于访问其他数据时，不会扩展以限定这些字段。

#include<stdio.h>

typedef struct container_s {
  int x;
  int *i;
} container_s;


int bar(container_s * c, int* restrict  i) {
  int* tmp = c->i;
  *tmp = 5;
  *i = 4;
  return *tmp;
}

int main(void) {
  int i = 42;
  container_s s = { 1, &i };

  printf("%d\n", bar(&s, &i));
  printf("%d\n", i);
  printf("%d\n", *(s.i));
}

输出

4
4  
4

Answer 2

我很难看到传递性如何适用于此，但我可以说你的例子。

编译器是否需要额外的load指令才能上次访问tmp（返回值），因为它无法推断出*i和*tmp没有别名？

编译器确实无法安全地推断出*i和*tmp在原始代码中没有别名，正如您已恰当地证明的那样。这并不意味着编译器特别需要发出load运算符的抽象机器语义隐含的*指令，但它确实需要注意处理别名问题以某种方式< / em>的

如果是这样，[限制合格参数i]会修复该加载吗？

在函数定义中向参数restrict添加i - 限定条件，对程序的行为（从C2011,6.7.3.1 / 4的文本中派生）提出以下附加要求： bar()的执行，因为i（基本上）基于 i，而*i用于访问它指定的对象，在执行bar()期间（至少通过*i）修改了指定对象，用于访问*i指定的对象的每个其他左值也应该具有基于{{1}的地址}。
访问了
i，其地址*tmp不基于tmp。因此，如果i（即，如果在某个调用中，i == tmp），则程序无法符合。在这种情况下，它的行为是不确定的。编译器可以自由地发出假定程序符合的代码，因此特别是在i == c->i - 合格的情况下，它可以发出代码，假定该语句都是

restrict

不会修改*i = 4;，而是声明

*tmp

不会修改*tmp = 5;。实际上，它似乎与*i的定义和表达意图一致，即编译器可以自由地做出这些假设。

特别是，如果编译器选择通过执行restrict的可能冗余加载来处理原始代码中别名的可能性，那么在*tmp - 限定版本中它可能会选择优化省略restrict。但是，生成的机器代码绝不是 required 在两种情况之间以任何方式存在差异。也就是说，通常，您不能依赖编译器来利用它可用的所有优化。

<强>更新：

后续问题询问为什么load在特定情况下不执行特定优化。在其他任何事情之前，必须重申C编译器对执行给定源代码可能的任何特定优化没有任何责任，除非它们自己是文档。因此，人们通常无法从未执行给定优化的事实中得出任何结论，并且询问为什么没有执行给定优化很少有用。

关于你可以去的 - 我正在解释这个问题 - 就是询问所讨论的优化是否是一个符合标准的编译器可以执行的。在这种情况下，标准强调通过采取不寻常的步骤澄清clang没有对实施施加任何优化义务：

翻译人员可以自由地忽略使用restrict的任何或所有别名含义。

（C2011,6.7.3.1 / 6）

说到这个问题。

在此代码变体中，restrict是左值，其地址基于*tmp - 限定指针restrict。它指定的对象是通过函数范围内的左值访问的，并且也在该范围内修改（通过c，因此编译器当然可以看到它）。 *tmp的地址不基于*i，因此编译器可以自由地假设c没有别名*i，就像原始问题一样。

这种情况不同。虽然允许对struct成员进行限制 - 限制，但*tmp仅在符合普通标识符（C2011,6.7.3.1/1）时才有效，而结构成员名称不是（C2011），6.2.3）。在这种情况下，restrict无效，为了确保符合规定的行为，编译器必须考虑restrict和c->i（和*i）是别名的可能性。< / p>

C restrict限定符是否可传递？

2 个答案: