Gcc的内建函数 __builtin_constant_p

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本文介绍GCC的内建函数__builtin_constant_p，用于判断表达式是否为编译时常数，优化代码编译过程。通过此函数，开发者可以在参数为常数时编译出更优化的代码。

Gcc的内建函数 __builtin_constant_p 用于判断一个值是否为编译时常数，如果参数EXP 的值是常数，函数返回 1，否则返回 0。例如： 
++++ include/asm-i386/bitops.h 
249: #define test_bit(nr,addr) / 
250: (__builtin_constant_p(nr) ? / 
251: constant_test_bit((nr),(addr)) : / 
252: variable_test_bit((nr),(addr))) 
　　很多计算或操作在参数为常数时有更优化的实现，在 GNU C 中用上面的方法可以根据参数是否为常数，只编译常数版本或非常数版本，这样既不失通用性，又能在参数是常数时编译出最优化的代码

转自：http://blog.youkuaiyun.com/lights_joy/archive/2008/05/08/2415410.aspx

 

I believe that this asks the compiler whether its argument evaluates 
to a constant value. For instance, __builtin_constant_p(1234) has a 
value of 1, whereas __builtin_constant_p(x), where `x` is a variable, 
has a value of 0.This is sometimes useful when writing highly-optimized code.

gcc: builtin函数: __builtin_unreachable __builtin_constant_p；__atomic_load_n
mzhan017的博客
11-20 1917
gcc 内建函数汇总
GCC内联函数:__builtin_types_compatible_p
weixin_34106122的博客
07-06 583
#if 0 — Built-in Function: int __builtin_types_compatible_p (type1, type2) You can use the built-in function __builtin_types_compatible_p to determine whether two types are the s...
GCC 内建函数汇编展开详解
weixin_39145568的博客
04-27 1374
A. 定义与目的GCC 提供了大量的内建函数，其设计目的主要是为了优化。这些函数由编译器直接识别和处理，使得编译器能够利用其对函数语义的深刻理解来生成更高效的代码，这通常是标准库函数调用无法比拟的。编译器知道内建函数的具体行为、副作用以及可能存在的简化或特殊实现方式。例如，某些内建函数可以直接映射到目标处理器的特定高效指令。B. 与标准库函数的区别标准库函数（如printfmemcpy）通常存在于外部库（如 libc）中，有独立的函数入口点，其地址可以获取。
__builtin_constant_p
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GCC内建函数__builtin_constant_p
shuningzhang的专栏
08-31 1854
__builtin_constant_p是GCC的内建函数，可以用该函数判断传入的参数是否为编译时常量。如果是编译时常量则该函数返回1，否则返回0。如果该函数返回0，并不代表参数不是常数，而仅仅是在“-O”优化参数下，GCC编译器无法证明其是否为常量。
gcc的内建函数__builtin_expect
12-18 9860
<br />1.问题引出<br />在内核代码的条件分支中的判断中，经常可以看到如下两条语句：<br />/* ...... */ if(unlikely(!something)) /* ...... */ if(likely(something)) /* ...... */<br />追述一下可以看到有如下的宏定义：<br />#define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1) #define unlikely(x) __builtin_expect(!
c++-gcc 内建函数
qq_34179431的博客
06-25 322
gcc 内建函数 下列函数只能用于 u n s i g n e d unsigned unsigned，每个函数有对应的 l o n g ,longlong版本，在函数最后加上 l , l l l,ll l,ll即可（__builtin_popcountll(n)）。 find first set bit in word return ct 1. __builtin_ffs(x) 返回 x的最后一位 1 是从后向前第几位 clz count_leading_zeros 返回 x x x的最后一位 1
gcc中__builtin_return_address
weixin_39094034的博客
01-11 5886
1、gcc默认不支持__builtin_return_address(LEVEL)的参数为非0。好像只支持参数为0。 2、__builtin_return_address(0)的含义是，得到当前函数返回地址，即此函数被别的函数调用，然后此函数执行完毕后，返回，所谓返回地址就是那时候的地址。 3、__builtin_return_address(1)的含义是，得到当前函数的调用者的返回地址。注意是调用者的返回地址，而不是函数起始地址。 #include <stdio.h> #include &
GCC提供的builtin函数
任我行的博客
05-24 2452
GCC提供了一系列的builtin函数，可以实现一些简单快捷的功能来方便程序编写，另外，很多builtin函数可用来优化编译结果。这些函数以“_builtin”作为函数名前缀。 很多C标准库函数都有与之对应的GCC builtin函数，例如strcpy()有对应的__builtin_strcpy()内建函数。 下面就介绍一些builtin函数及其作用： __builtin_ffs(x)：返回x中最后一个为1的位是从后向前的第几位，如__builtin_ffs(0x789)=1, __builtin_ffs
__builtin_constant_p 常量检查函数
zhu_superman的博客
07-07 1154
在宏定义中使用。
GCC特性——内建函数
私房菜
11-28 1841
函数原型：描述：该函数是GNU 扩展，用以返回当前函数或者当前函数调用者的返回地址。a(0) 通过 __builtin_return_addrest(0) 打印的值为C 语言函数在调用过程中，会将当前函数的返回地址、寄存器等现场信息保存在堆栈中，然后才会跳到被调用函数中去执行。当被调用函数执行结束后，根据保存在堆栈中的返回地址，就可以直接返回到原来的函数中继续执行。
GCC 内建函数
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04-13 3297
__builtin_*形式的gcc内建函数一般是基于不同硬件平台采用专门的硬件指令实现的，因此性能较高。如 int __builtin_popcount (unsigned int x) Returns the number of 1-bits in x. int __builtin_popcountl (unsigned long) Similar to __builtin_popc
内核中__builtin_constant_p 函数
xiaohuima_dong的专栏
10-15 5228
在追踪GPIO 操作时遇到 __builtin_constant_p这个函数，在内核源码中找不到相关定义，网络查得：         __builtin_constant_p 是编译器gcc内置函数，用于判断一个值是否为编译时常量，如果是常数，函数返回1 ，否则返回0。此内置函数的典型用法是在宏中用于手动编译时优化。
GCC中常用的内建函数
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01-08 1209
GCC（GNU Compiler Collection）是一个包含多个编程语言的编译器集合，而内建函数通常是为了提高代码性能或者实现一些特定功能而在编译器层面提供的函数。
5.18 内建函数：__builtin_constant_p
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5.18 内建函数：__builtin_constant_p __builtin_constant_p 使用方法 __builtin_constant_p(n) 用来判断n是否为编译时常量 该函数常用在宏中用于编译优化
神奇的一个GCC内建函数
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要连接的再这儿 要连接的再这儿 要连接的再这儿 __builtin_popcount():计算一个 32 位无符号整数有多少个位为1 (我感觉这内建函数有毒！！) Counting out the bits 可以很容易的判断一个数是不是2的幂次：清除最低的1位（见上面）并且检查结果是不是0.尽管如此，有的时候需要直到有多少个被设置了，这就相对有点难度 了。GCC有一个叫做
C++ __builtin常用内建函数
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<think>我们被要求介绍C++中常用的__builtin内建函数。这些内建函数是编译器（如GCC、Clang）提供的，用于执行一些底层操作或优化。以下是一些常用的__builtin函数及其用途： 1. `__builtin_return_address(level)` - 用途：获取当前函数或其调用者的返回地址。参数`level`表示调用栈的层级，0表示当前函数的返回地址，1表示调用当前函数的函数的返回地址，以此类推。 - 示例：如引用[1]所示，在函数中调用`__builtin_return_address(0)`可以获取当前函数的返回地址。 2. `__builtin_expect(exp, c)` - 用途：指示编译器条件表达式`exp`的预期值，以帮助分支预测优化。通常用于告诉编译器某个条件为真的可能性很大（`c`为1）或很小（`c`为0）。 - 示例：`if (__builtin_expect(x > 0, 1)) { ... }` 表示x>0的可能性很大。 3. `__builtin_popcount(x)` - 用途：计算整数`x`的二进制表示中1的个数（即汉明重量）。 - 示例：`int count = __builtin_popcount(0xF); // 返回4` 4. `__builtin_clz(x)` - 用途：计算整数`x`的二进制表示中前导0的个数（Count Leading Zeros）。注意`x`不能为0。 - 示例：`int leading_zeros = __builtin_clz(1); // 对于32位整数，返回31` 5. `__builtin_ctz(x)` - 用途：计算整数`x`的二进制表示中末尾0的个数（Count Trailing Zeros）。注意`x`不能为0。 - 示例：`int trailing_zeros = __builtin_ctz(0x8); // 返回3` 6. `__builtin_ffs(x)` - 用途：返回整数`x`的二进制表示中最低位的1的位置（从1开始计数，如果x为0则返回0）。 - 示例：`__builtin_ffs(0x8) // 返回4` 7. `__builtin_parity(x)` - 用途：返回整数`x`的二进制表示中1的个数的奇偶性（1的个数为奇数则返回1，偶数则返回0）。 - 示例：`__builtin_parity(0xF) // 返回0（因为4个1，偶数）` 8. `__builtin_prefetch(const void *addr, ...)` - 用途：预取数据到缓存。可以指定是读还是写，以及数据的时间局部性（临时性）。 - 示例：`__builtin_prefetch(p, 0, 3);` 其中第一个参数是地址，第二个参数0表示读（1为写），第三个参数表示局部性（0-3，3表示最弱局部性）。 9. `__builtin_unreachable()` - 用途：告诉编译器某个位置不可能被执行到，用于优化代码生成。 - 示例：在`switch`语句的`default`分支中，如果确定不可能执行到，可以加上`__builtin_unreachable()`。 10. `__builtin_trap()` - 用途：生成一个陷阱指令，使程序异常终止。通常用于不可恢复的错误。 - 示例：`if (error) __builtin_trap();` 11. `__builtin_constant_p(exp)` - 用途：判断表达式`exp`在编译时是否为常量，如果是则返回1，否则返回0。 - 示例：`if (__builtin_constant_p(x)) { ... }` 12. `__builtin_frame_address(level)` - 用途：获取指定层级函数的栈帧地址。类似于`__builtin_return_address`，但获取的是栈帧地址。 - 示例：`void* frame = __builtin_frame_address(0); // 当前函数的栈帧地址` 这些函数通常用于底层编程、性能优化或系统编程。需要注意的是，这些函数是编译器特定的，因此在使用时应注意可移植性。如果使用GCC或Clang，则通常可用。 另外，引用[4]提到了Cache的工作流程，而`__builtin_prefetch`就是用来主动控制缓存预取的函数，可以帮助减少Cache未命中的情况。 §§相关问题§§ 1. `__builtin_return_address`函数在调试中有哪些实际应用？ 2. 如何利用`__builtin_expect`来优化程序性能？ 3. 在C++中，除了`__builtin`函数，还有哪些编译器特定的扩展功能？</think>### C++常用`__builtin`内建函数详解 `__builtin`是GCC/Clang编译器提供的内建函数集合，用于执行底层操作、优化性能或访问硬件特性。以下是常用函数及其用途： #### 1. 栈帧与地址操作 - **`__builtin_return_address(level)`** 获取调用栈中指定层级的返回地址。`level=0`表示当前函数，`level=1`表示调用者函数。 示例（引用[1]）： ```c void f() { int *p = __builtin_return_address(0); // 获取f()的返回地址 printf("f return address: %p\n", p); } ``` 用途：调试栈回溯、安全检测。 - **`__builtin_frame_address(level)`** 获取指定层级的栈帧指针（frame pointer）。 示例：`void* fp = __builtin_frame_address(0);` 用途：手动栈展开、内存分析。 #### 2. 位运算优化 - **`__builtin_popcount(x)`** 计算整数二进制中`1`的个数（汉明重量）。 示例：`int ones = __builtin_popcount(0b1011); // 返回3` 用途：位图处理、加密算法。 - **`__builtin_clz(x)`** 计算前导零（Leading Zeros）的数量。 示例：`__builtin_clz(1) // 32位系统返回31` 用途：位扫描、优先级队列。 - **`__builtin_ctz(x)`** 计算后缀零（Trailing Zeros）的数量。 示例：`__builtin_ctz(8) // 返回3（0b1000）` 用途：内存对齐、位图索引。 #### 3. 分支预测优化 - **`__builtin_expect(exp, c)`** 提示编译器条件`exp`的预期值（`c`通常为0或1），优化分支预测。 示例： ```c if (__builtin_expect(x > 0, 1)) { // 编译器优先优化此分支 } ``` 用途：性能关键路径优化（引用[4]缓存机制相关）。 #### 4. 内存与缓存控制 - **`__builtin_prefetch(ptr, rw, locality)`** 主动预取数据到缓存（`rw=0`读，`rw=1`写；`locality=0~3`表示时间局部性）。 示例：`__builtin_prefetch(arr+i, 0, 3);` 用途：减少Cache Miss（引用[4]）。 #### 5. 数学运算 - **`__builtin_ffs(x)`** 返回最低位`1`的位置（从1开始计数）。 示例：`__builtin_ffs(0b10100) // 返回3` 用途：位掩码处理。 - **`__builtin_parity(x)`** 计算奇偶校验位（1的个数模2）。 示例：`__builtin_parity(7) // 7=0b111，返回1` 用途：错误检测编码。 #### 6. 编译器指令 - **`__builtin_unreachable()`** 标记不可达代码，优化生成代码。 示例： ```c if (error) { abort(); __builtin_unreachable(); // 提示编译器后续代码不可达 } ``` 用途：消除冗余分支警告。 - **`__builtin_constant_p(exp)`** 判断表达式是否为编译期常量。 示例： ```c if (__builtin_constant_p(x)) { // 编译期优化路径 } ``` 用途：编译期条件优化。 --- ### 注意事项 1. **编译器依赖**：`__builtin`是GCC/Clang扩展，非标准C++，需注意可移植性。 2. **性能权衡**：如`__builtin_prefetch`滥用可能降低缓存效率。 3. **调试兼容性**：栈操作函数可能受编译器优化影响（如`-fomit-frame-pointer`）。
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