每次分裂发生时,我都可以禁用零分割检查吗？

Question

为了更好地理解Rusts恐慌/异常机制,我编写了以下代码:

#![feature(libc)]

extern crate libc;

fn main() {
    let mut x: i32;
    unsafe {
      x = libc::getchar();
    }

    let y = x - 65;
    println!("{}", x);

    let z = 1 / y;
    println!("{}", z);
}

我想检查Rust如何处理除零案例.最初我假设它要么面对未处理的SIGFPE并且正在死亡,要么实施了一个处理程序并将其重新路由到恐慌(现在可以处理？).

代码是冗长的,因为我想确保Rust在编译时知道某些东西是零,因此用户输入时不会做任何"智能".只要给它一个'A'就可以了.

我发现Rust实际上产生的代码每次在除法发生之前检查零除法.我甚至看了一次装配.:-)

长话短说:我可以禁用此行为吗？我想对于较大的数据集,这可能会产生很大的性能影响.为什么不使用我们的CPU能力为我们检测这些东西？我可以设置自己的信号处理程序并处理SIGFPE吗？

根据Github上的一个问题,前一段时间的情况肯定是不同的.

我认为事先检查每个部门远离"零成本".你怎么看？我错过了一些明显的东西吗

Answer 1

我认为事先检查每个部门远离"零成本".你怎么看？

你测量了什么？

执行的指令数量很少代表性能; 矢量化代码通常更冗长,但速度更快.

所以真正的问题是:这个分支的成本是多少？

由于故意除以0是不太可能的,并且偶然地做它只是稍微更可能,除非出现0除法,否则将始终正确地预测分支.但是,考虑到恐慌的代价,错误预测的分支是您最不担心的.

因此,成本是:

• 一个稍胖的组装,
• 分支预测器中的占用槽.

确切的影响难以取得资格,对于数学繁重的代码,它可能会产生影响.虽然我会提醒你一个整数除法是〜100个循环¹开始,所以数学繁重的代码会尽可能地避开它(它可能是你CPU中最耗时的单指令).

¹ 请参阅Agner Fog的指令表:例如,在Intel Nehalem DIV上,64位积分上的IDIV的延迟分别为28到90个周期和37到100个周期.

除此之外,rustc在LLVM之上实现,它委托实际的代码生成.因此,在许多情况下,rustc受LLVM的支配,这就是其中之一.

LLVM有两个整数除法指令:udiv和sdiv.

两者都有未定义的行为,除数为0.

Rust旨在消除Undefined Behavior,因此必须防止0除以,以免优化器将发出的代码破坏而无法修复.

它使用LLVM手册中的建议进行检查.

Answer 2

长话短说：我可以禁用此行为吗？

是的你可以：std::intrinsics::unchecked_div(a, b)。你的问题也适用于余数（这就是 Rust 调用modulo 的方式）：std::intrinsics::unchecked_rem(a, b)。我在这里检查了汇编输出，将其与 C++ 进行比较。

在文档中它指出：

这是一个仅限夜间使用的实验性 API。（核心内部函数）

内在函数不太可能稳定，相反，它们应该通过标准库其余部分中的稳定接口来使用

因此，您必须使用夜间构建，并且由于Matthieu M.已经指出的原因，它不太可能以稳定的形式进入标准库。