performance - 我可以在每次除法时禁用检查零除法吗？

Question

为了更好的理解Rusts panic/exception机制，我写了下面这段代码:

#![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 如何处理被零除的情况。最初我假设它要么将未处理的 SIGFPE 带到脸上然后死去，要么它实现了一个处理程序并将其重新路由到 panic (现在可以处理了吗？)。

代码很冗长，因为我想确保 Rust 在编译时知道某些东西为零时不会做任何“聪明”的事情，因此用户输入。只需给它一个“A”，它就可以解决问题。

我发现 Rust 实际上生成的代码会在每次除法发生之前检查是否为零除法。我什至看了一次大会。 :-)

长话短说:我可以禁用此行为吗？我想对于更大的数据集，这会对性能产生相当大的影响。为什么不使用我们的 CPU 能力来为我们检测这些东西呢？我可以设置自己的信号处理程序并改为处理 SIGFPE 吗？

根据 an issue on Github前段时间情况肯定不同。

我认为事先检查每个部门离“零成本”还很远。你怎么认为？我是否遗漏了一些明显的东西？

Answer 1

I think checking every division beforehand is far away from "zero-cost". What do you think?

你测量了什么？

执行的指令数是性能的一个非常差的代表；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 的可能性很小，而无意中除以 0 的可能性稍大一些，因此分支总是会被正确预测，除以 0 时除外。但是，考虑到 panic 的代价，错误预测的分支是你最不担心的事情。

因此，成本是:

• 稍胖的装配体，
• 分支预测器中的一个占用槽。

确切的影响很难确定，对于数学密集型代码，它可能会产生影响。尽管我会提醒您，整数除法一开始是 ~100 个周期¹，因此大量数学代码会尽可能避开它(它可能是您的程序中最耗时的一条指令)中央处理器)。

¹ 参见 Agner Fog's Instruction Table :例如，在 Intel Nehalem DIV 和 IDIV 上，64 位积分的延迟分别为 28 到 90 个周期和 37 到 100 个周期。

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除此之外，rustc 是在 LLVM 之上实现的，它委托(delegate)实际代码生成。因此，rustc 在许多情况下都受 LLVM 的支配，这就是其中之一。

LLVM 有两条整数除法指令:udiv and sdiv .

两者都有除数为 0 的未定义行为。

Rust 旨在消除未定义的行为，因此必须防止除以 0 的发生，以免优化器破坏发出的代码而无法修复。

它按照 LLVM 手册中的建议使用检查。