GCC：__restrict__

什么是__restrict__

  void add(float* a, float* b, float* c, int n) {
      for (int i = 0; i < n; ++i) {
          c[i] = a[i] + b[i];
      }
  }

编译器优化内存访问的时候，最怕遇到的情况就是两个指针看起来不同，但是可能指向同样的地址，比如上面的代码，编译器需要考虑add(a, a, a, n) 这种情况。所以在做优化的时候会偏向于保守。

  void add(float* __restrict__ a,
           float* __restrict__ b,
           float* __restrict__ c,
           int n) {
      for (int i = 0; i < n; ++i) {
          c[i] = a[i] + b[i];
      }
  }

__restrict__ 是向编译器保证，a，b，c三个指针访问的区域在函数执行的时候不会重合，以此来达到更好的优化目的。

汇编分析

左边是no restrict，右边是with restrict。

• lea r8, 4[rdi]：rdi 是第一个参数将a + 4 赋值给r8 也就是 &a[1]
• mov rcx, rdx：rdx是第三个参数，将c 赋值给rcx，也就是 &c[0]
• sub rcx, r8：计算&c[0] – &a[1]的距离
• cmp rcx, 8：距离 <= 8 ?
• jbe .L3：距离太近就走标量保守方案

同理rsi 是第二个参数b，也会做同样的判断，两者最后都会走到并行计算的代码，但是经过的路径是不一样的，如果没有restrict，代码会做一些判断，以及分析如果a 和 c相交还有b 和 c相交的情况的代码。

并行计算代码（SIMD 向量化代码）：

• movups xmm0, XMMWORD PTR [rdi+rax] ; xmm0 = 从 a + offset 读取 4 个 float。
• movups xmm2, XMMWORD PTR [rsi+rax] ; xmm2 = 从 b + offset 读取 4 个 float。
• addps xmm0, xmm2 ; xmm0 = xmm0 + xmm2，4 个 float 并行相加。
• movups XMMWORD PTR [rdx+rax], xmm0 ; 把 4 个结果写到 c + offset。