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C/C 編譯器選項如何透過 Push 和 Pop 指令最佳化堆疊使用?

Barbara Streisand
發布: 2024-12-04 17:21:11
原創
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How Can C/C   Compiler Options Optimize Stack Usage with Push and Pop Instructions?

使用Push 和Pop 指令優化堆棧使用的C/C 編譯器選項

簡介

在C/C中,當使用局部變數時,編譯器通常使用堆疊幀來管理記憶體分配。然而,為此目的使用壓入和彈出指令可以產生更緊湊且可能更快的程式碼。了解這兩種方法的優點和限制對於優化堆疊使用至關重要。

局部變數推送/彈出的好處

  • 減少程式碼大小: Push/pop 指令比 sub/mov指令更緊湊,特別是對於小型指令
  • 潛在的效能改進:在現代CPU 上,使用入棧/出棧指令可以避免額外的堆疊同步微指令,從而帶來潛在的速度提升。

具有Push/Pop 最佳化的編譯器

所有現代x86 編譯器支援用於最佳化堆疊使用的推播/彈出指令:

  • ClangICC 預設對局部變數使用推送/彈出。
  • GCC 提供調整選項 (-mtune=haswell) 來啟用推送/彈出最佳化。
  • MSVC 也支援推送/彈出,但為 Windows x64 呼叫約定保留額外的堆疊空間。

範例程式碼

為了說明差異,請考慮以下內容程式碼:

void foo() {
    int a = 1, b = 2;
    extfunc(&a, &b);
}
登入後複製

使用推播/彈出最佳化,此程式碼編譯為:

    push    2
    lea     rdi, [rsp + 4]
    mov     dword ptr [rdi], 1
    mov     rsi, rsp                # special case for lea rsi, [rsp + 0]
    call    extfunc(int*, int*)
    pop     rax
    ret
登入後複製

不使用推播/彈出最佳化,它編譯為:

    sub     rsp, 8
    mov     dword ptr [rsp+8], eax
    mov     dword ptr [rsp+4], ecx
    mov     dword ptr [rsp], edx
    ...
    add     rsp, 8
登入後複製

注意事項

雖然推播/彈出最佳化可能是有益的,意識到潛在的缺點很重要:

  • 堆疊對齊:推送指令必須保持16 位元組堆疊對齊,這可能需要填充。
  • 將推送/彈出與 RSP 尋址混合:將推送/彈出與基於 RSP 的尋址混合可以引入額外的Intel CPU 上的堆疊同步微指令。
  • 異常和調試:非標準堆疊幀操作可能會幹擾展開和調試資訊。

結論

C/C 編譯器提供對推送/彈出優化的支持,這可能會導致以更緊湊且可能更快的程式碼。然而,仔細考慮堆疊對齊、尋址模式和潛在缺點對於有效實施至關重要。透過有效地利用push/pop指令,開發人員可以提高程式碼效率,同時平衡效能和可維護性。

以上是C/C 編譯器選項如何透過 Push 和 Pop 指令最佳化堆疊使用?的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

來源:php.cn
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