rust - 如何防止函数调用被优化掉？

Question

如何确保执行没有副作用的函数并且不会在稳定的 Rust 中得到优化？

是否有我可以使用的属性组合，或者我必须调用另一个具有副作用的函数？在需要函数调用的情况下，Rust 标准库是否提供了保证不会被优化掉的廉价函数？

Answer 1

#[no_mangle]目前会这样做，但这可能会改变。

#[no_mangle]
pub fn do_what_i_say_dammit(x: i64) -> i64 { x*x }

澄清（从那个帖子）：

我的心理模型是符号默认归 rustc 所有（例如，如果符号是私有的，只要正确处理，rustc 可以发出不同类型的“arg-promoted”符号而不是预期的符号），并且#[no_mangle]将符号的所有权转移给程序员。

现在，因为所有权转移给了程序员，所以不能使用 rustc 的未指定符号修改方案，所以符号保持未修改。

拥有一个未损坏的 rustc 拥有的符号几乎没有任何意义（你实际上不能使用它，因为编译器拥有它） - 所以#[no_mangle] 暗示#[linker_owned]. 没有松散#[linker_owned]，因为没有人实施它。

编辑：这是一个简单的例子。

Answer 2

有test::black_box()（链接到旧文档）仍然不稳定（就像整个test箱子一样）。此函数采用任意类型的值并再次返回相同的值。所以它基本上是身份功能。“哦，好吧，现在这很有用，不是吗？” 你可能会讽刺地问。

但是有一些特别的东西：传递的值对 LLVM 是隐藏的（现在在 Rust 中进行几乎所有优化的东西）！它确实是一个黑匣子，因为 LLVM 对一段代码一无所知。在不知道任何事情的情况下，LLVM 无法证明优化不会改变程序的行为。因此：没有优化。

它是如何做到的？让我们看一下定义：

pub fn black_box<T>(dummy: T) -> T {
    // we need to "use" the argument in some way LLVM can't
    // introspect.
    unsafe { asm!("" : : "r"(&dummy)) }
    dummy
}

如果我要假装我完全理解这段代码，我会撒谎，但它是这样的：我们插入空的内联程序集（不是一条指令）但告诉 Rust（告诉 LLVM）这段程序集使用变量dummy。这使得优化器无法对变量进行推理。愚蠢的编译器，好容易被骗，muhahahaha！如果你想要另一种解释，Chandler Carruth在 CppCon 2015 上解释了黑魔法。

那么你现在如何使用它呢？只需将它用于某种价值......任何经历的事情都black_box()需要计算。这样的事情怎么样？

black_box(my_function());

的返回值my_function()需要计算，因为编译器无法证明它没用！所以函数调用不会被删除。但是请注意，您必须使用不稳定的功能（您test自己编写函数的 crate 或内联 asm）或使用 FFI。我当然不会在生产库中发布这种代码，但它对于测试目的肯定很有用！

Answer 3

只要std::hint:black_box仍然不稳定，您就可以自己使用std::ptr::read_volatile. 与 一样std::hint::black_box，使用其他未使用的值调用它应该可以防止该值被优化掉：

fn black_box<T>(dummy: T) -> T {
    unsafe {
        std::ptr::read_volatile(&dummy)
    }
}