Nutzen C/C-Compiler Push/Pop-Anweisungen für die Erstellung lokaler Variablen?

C/C-Compiler mit Push/Pop-Anweisungen für lokale Variablen

Einführung

Traditionelle C/C-Compiler erstellen lokale Variablen durch Erhöhen des Stapelzeigers (ESP) einmal. Die Verwendung von Push/Pop-Anweisungen kann jedoch zu kompakterem und möglicherweise schnellerem Code führen. In diesem Artikel wird untersucht, welche Compiler diese Optimierung bieten.

Compiler-Unterstützung

Untersuchungen zeigen, dass alle vier großen x86-Compiler (GCC, Clang, ICC und MSVC) derzeit keine Push-/ Pop-Anweisungen zum Erstellen lokaler Variablen. Stattdessen bevorzugen sie eine Variation der älteren Methode, bei der sub rsp, c verwendet wird, um den Stapelzeiger zu verringern.

Vorteile von Push/Pop

Die Verwendung von Push/Pop für lokale Variablen bietet mehrere Vorteile:

• Reduzierung der Codegröße: Push-Anweisungen umfassen nur 2 Bytes im Vergleich zu 9-11 Bytes für sub/mov-Paare.
• Potenzielle Leistungsverbesserung: Auf CPUs mit einer Stack-Engine verursachen Push-Vorgänge möglicherweise weniger Stack-Synchronisierungs-UOPs als Sub-RSP, was sie in bestimmten Szenarien schneller macht.

Wann man Push/Pop vermeiden sollte

Push/Pop kann zwar von Vorteil sein, wird aber auf keinen Fall empfohlen Fälle. Beispielsweise kann es in Kombination mit [rsp >

Verbesserte Kompilierung mit push/pop:

int extfunc(int *,int *);

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

Hinweis:

Dieses Beispiel optimiert Kompaktheit und Geschwindigkeit, indem die letzten 4 Bytes der Push-Anweisung mit den ersten 4 Bytes der Lea-Anweisung überlappt werden .Fazit

# compiled for the x86-64 System V calling convention:
# integer args in rdi, rsi  (,rdx, rcx, r8, r9)
    push    2                   # only 2 bytes
    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                   # alternative to add rsp,8
    ret

Push/Pop-Anweisungen können beim Erstellen lokaler Variablen zwar Codegrößen- und Leistungsvorteile bieten, sie sind es aber auch Wird derzeit von Mainstream-C/C-Compilern nicht verwendet. Dies ist wahrscheinlich auf das Potenzial für zusätzliche Stack-Synchronisierungs-Uops und die Komplexität bei der Verwaltung von Stack-Offsets zurückzuführen. Da sich jedoch Hardware- und Compiler-Optimierungen weiterentwickeln, ist es möglich, dass Push/Pop für lokale Variablen in Zukunft weiter verbreitet wird.

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