Внутренняя функция

Для проверки этой статьи нужны дополнительные цитаты . Помогите улучшить эту статью , добавив ссылки на надежные источники . Неподтвержденный материал может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Внутренняя функция» – новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( декабрь 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

В компьютерном программном обеспечении , в теории компиляторов, внутренняя функция , также называемая встроенной функцией или встроенной функцией , — это функция ( подпрограмма ), доступная для использования в данном языке программирования , реализация которой обрабатывается компилятором специально . Как правило, она может заменять последовательность автоматически сгенерированных инструкций для исходного вызова функции, аналогично встроенной функции . ^[1] В отличие от встроенной функции, компилятор имеет глубокие знания о встроенной функции и, таким образом, может лучше интегрировать и оптимизировать ее для данной ситуации.

Компиляторы, реализующие встроенные функции, могут включать их только тогда, когда программа запрашивает оптимизацию , в противном случае возвращается к реализации по умолчанию, предоставляемой системой выполнения языка (средой).

Встроенные функции часто используются для явной реализации векторизации и параллелизации в языках, которые не рассматривают такие конструкции. Некоторые интерфейсы прикладного программирования (API), например, AltiVec и OpenMP , используют встроенные функции для объявления, соответственно, векторизуемых и многопроцессорных операций во время компиляции. Компилятор анализирует встроенные функции и преобразует их в векторную математику или многопроцессорный объектный код, подходящий для целевой платформы . Некоторые встроенные функции используются для предоставления дополнительных ограничений оптимизатору, таких как значения, которые переменная не может принимать. ^[2]

Компиляторы для C и C++ от Microsoft, ^[3] Intel, ^[1] и GNU Compiler Collection (GCC) ^[4] реализуют встроенные функции, которые напрямую сопоставляются с инструкциями x86 single instruction, multiple data ( SIMD ) ( MMX , Streaming SIMD Extensions (SSE), SSE2 , SSE3 , SSSE3 , SSE4 , AVX , AVX2 , AVX512 , FMA , ...). Встроенные функции позволяют сопоставлять стандартные инструкции ассемблера, которые обычно недоступны через C/C++, например, побитовое сканирование.

Некоторые компиляторы C и C++ предоставляют непереносимые платформенно-зависимые встроенные функции. Другие встроенные функции (например, встроенные функции GNU ) немного более абстрактны, приближаясь к возможностям нескольких современных платформ, с переносимыми резервными реализациями на платформах без соответствующих инструкций. ^{[5] Для библиотек C++, таких как} glm или библиотеки векторной математики Sony ^[6] , характерно достижение переносимости с помощью условной компиляции (на основе флагов компилятора, специфичных для платформы), предоставляя полностью переносимые примитивы высокого уровня (например, четырехэлементный векторный тип с плавающей точкой), отображаемые на соответствующие реализации языка программирования низкого уровня , при этом по-прежнему используя систему типов C++ и встраивание; отсюда и преимущество перед связыванием с рукописными объектными файлами сборки с использованием двоичного интерфейса приложения C (ABI).

Ниже приведены примеры сигнатур встроенных функций из набора встроенных функций Intel.

 uint64_t __rdtsc (); // возвращает внутренний счетчик часов ЦП uint64_t __popcnt64 ( uint64_t n ); // количество бит, установленных в n uint64_t _umul128 ( uint64_t Factor1 , uint64_t Factor2 , uint64_t * HighProduct ); // 64 бит * 64 бит => 128 бит умножение __m512 _mm512_add_ps ( __m512 a , __m512 b ); // вычисляет a + b для двух векторов из 16 чисел с плавающей точкой __m512 _mm512_fmadd_ps ( __m512 a , __m512 b , __m512 c ); // вычисляет a*b + c для трех векторов из 16 чисел с плавающей точкой                                

^[7]

Компилятор JIT виртуальной машины Java HotSpot (JVM) также имеет встроенные функции для определенных API Java. ^[8] Встроенные функции Hotspot — это стандартные API Java, которые могут иметь одну или несколько оптимизированных реализаций на некоторых платформах.

ANSI/ISO PL/I определяет около 90 встроенных функций. ^[9] Они условно сгруппированы следующим образом: ^{[10] : 337–338}

• Встроенные функции обработки строк, такие как INDEX, LENGTH
• Встроенные арифметические функции, такие как ABS, CEIL, ROUND
• Встроенные математические функции, такие как SIN, COS, LOG, ERF
• Встроенные функции обработки массивов, например ANY, ALL, PROD
• Встроенные функции обработки условий, такие как ONCODE, ONFILE
• Встроенные функции управления хранилищем, например ADDR, POINTER
• Встроенные функции ввода-вывода: LINENO
• Различные встроенные функции, такие как ДАТА и ВРЕМЯ

Отдельные компиляторы добавляют дополнительные встроенные функции, специфичные для архитектуры машины или операционной системы.

Встроенная функция идентифицируется, если оставить ее имя необъявленным и разрешить ей значение по умолчанию, или если объявить ее BUILTIN. Пользовательскую функцию с тем же именем можно заменить, объявив ее как ENTRY.

• Руководство по встроенным функциям Intel
• Использование процедур milicode, документация IBM AIX 6.1