Warum verwenden moderne Compiler Push/Pop nicht für den schrittweisen Aufbau von Stack-Frames?

Compiler, die Push/Pop-Anweisungen für lokale Variablen verwenden

Moderne C/C-Compiler wie clang, ICC, MSVC und gcc vermeiden die direkte Verwendung von Push/Pop-Anweisungen. Stattdessen optimieren sie den Code durch die Verwendung effizienterer Sub/Mov- oder Lea-Anweisungen. Push/Pop wird immer noch für bestimmte Szenarien wie das Speichern/Wiederherstellen von vom Aufrufer gespeicherten Registern und die Übergabe von Stapelargumenten verwendet.

Compiler-Unterstützung für den schrittweisen Aufbau von Stapelrahmen

Compiler unterstützen normalerweise nicht den schrittweisen Aufbau von Stapelrahmen mit Push/Pop-Anweisungen. Dies liegt daran, dass es mit den Abwicklungsmechanismen zur Fehlerbehandlung und zum Debuggen in Konflikt steht und zu größeren Abschnitten mit Abwicklungsinformationen führen kann. Darüber hinaus kann das Mischen von Push- und [rsp]-Adressierungsmodi zu Ineffizienzen auf Intel-CPUs aufgrund von Stack-Synchronisierungs-Uops führen.

Gründe für die Vermeidung des schrittweisen Stack-Frame-Aufbaus

• Stack-Unwinding und Debugging-Unterstützung: Es ist wichtig, dass beim Stack-Abwickeln bei Ausnahmen oder beim Debuggen ein präziser Stack-Status aufrechterhalten wird. Eine schrittweise Rahmenbildung würde diesen Prozess erschweren.
• Codegröße und Effizienz: Sub/mov-Anweisungen bieten kompakteren Code und sind im Allgemeinen effizienter als Push/Pop, insbesondere bei kleinen konstanten Werten.
• Komplexität bei der Implementierung: Compiler würden zusätzliche Prüfungen und Sonderfallbehandlung erfordern, um den schrittweisen Aufbau von Stack-Frames zu unterstützen, was zu einer Verlangsamung führen kann der Kompilierungsprozess.

Fazit

Während Push/Pop-Anweisungen für die Erstellung lokaler Variablen nützlich erscheinen mögen, priorisieren Compiler derzeit effizientere und zuverlässigere Techniken wie sub/mov oder lea. Es gibt bestimmte Szenarien, in denen Push/Pop immer noch verwendet wird, aber normalerweise wird es nicht für den schrittweisen Aufbau von Stack-Frames verwendet.

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