Что такое интринсики (intrinsics)?

Объясните, пожалуйста, что такое интринсики?
    

Ответы

Ответ 1

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 >::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 >::operator<<


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


Ответ 2

В С/С++ любая сущность, объявленная, но не определённая в пределах компилируемог
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 заменен
на обращения к настоящим сущностям только на этапе линковки, если все межмодульные зависимост
будут удовлетворены. Не существует никакой разницы между PrivetVasya() и printf() 
с точки зрения компилятора обе абсолютно равнозначны и про обе можно сказать «да эт
просто какие-то внешние функции». Когда идиотские учебники или учителя-недоучки начинаю
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 само
деле реализована особая обработка — они называются intrinsic-ами. У разных компиляторо
набор intrinsic-ов разный. Intrinsic-ом может быть и функция, которая штатно должн
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 внутр
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) могу
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).


Ответ 3

Интринсики — это функции, вызовы которых заменяются компилятором на некую внутрикомпиляторну
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.


Ответ 4

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

Полезные ссылки для ознакомления:


Intrinsic function (en WiKi)
Встроенные объекты компилятора
What are intrinsics? (en SO)


Ответ 5

Интринсиками в терминологии С и С++ называются сущности (обычно функции), которы
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 библиотечно
функцией. Компилятор не знает об этой функции ничего, кроме информации, содержащейс
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 може
обладать исчерпывающей информацией о том, что именно делает и чего не делает эта функци
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 компилято
всегда видит полное определение inline-функции, он теоретически может извлечь из этог
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.