调用函数并向其传递限制限定的指针是否危险？

Question

考虑这两个函数：

void foo(char * __restrict localPtr)
{
    // some work with localPtr
}

void bar(char * __restrict ptr)
{
    // some work with ptr
    foo(_ptr);
    // some other work with ptr
}

由于ptr 已在bar 中声明为__restrict，调用foo() 危险吗？危险是指localPtr 指向的内存区域与ptr 的内存区域重叠。对此有何指导方针？

Answer 1

restrict 限定符意味着被调用函数访问localPtr 在foo 中传递的内存的唯一方法是通过该指针；那段记忆没有别名。这可能使优化器能够生成更好的代码，因为它不必担心另一个指针也会改变数据。

在这种情况下，以及在大多数其他情况下，restrict 限定符使您（进行调用的程序员）有责任确保您遵守“无别名”要求。

上面的代码没有明显的危险。

请注意，大多数情况下，当使用restrict 时，参数列表中有多个指针。从C标准，比较：

void *memcpy(void *restrict s1, const void *restrict s2, size_t n);
void *memmove(void *s1, const void *s2, size_t n);

第一个（memcpy()）表示内存块[s1 .. s1+n-1]和[s2 .. s2+n-1]不能重叠；如果它们实际上重叠，您将获得未定义的行为。第二个 (memmove()) 没有强制要求。

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但是对foo() 的调用不是创建了另一个改变数据的指针吗？

是的，不，有点……但大多不是。

foo() 中的指针肯定会传递给bar()，但是当bar() 运行时，bar() 获取内存的唯一方法是通过它传递的指针。因此，bar() 能够在假设它正在使用的内存没有别名的情况下进行编译。

当编译器处理foo() 时，它知道（确保）在评估bar() 的参数之后和调用函数之前存在一个序列点，并且在函数返回时还有另一个。它知道数据可能已被bar() 修改，因为它没有传递const char *。因此，它将生成代码来解释这些可能性。但是，编译器也知道foo() 可以访问由localPtr 寻址的内存的唯一方法是通过localPtr（这就是restrict 所说的），并且它可以基于该假设继续进行。

因此，在调用bar() 时，存在指针的第二个副本，但它并没有以任何方式违反restrict 的规则。