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現代 C/C 編譯器是否利用 Push/Pop 指令進行高效率的局部變數管理?

Barbara Streisand
發布: 2024-12-02 19:18:15
原創
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Do Modern C/C   Compilers Utilize Push/Pop Instructions for Efficient Local Variable Management?

哪些 C/C 編譯器可以利用 Push/Pop 指令來建立局部變數?

簡介

與逐漸增加ESP 的常見做法相反,這個問題深入探討了使用push和pop指令優化程式碼緊湊性和可能的​​效能。

編譯器注意事項

編譯器最佳化:

  • 所有四種主要的x86 編譯器( GCC、ICC、MSVC、 clang) 已經放棄了Push 優化。
  • 這主要是由於過去的 CPU 上 Push 的使用率很高,這對超標量核心效率產生了負面影響。
  • 但是,現代編譯器重新引入了Push /pop 可提高效能,特別是在堆疊參數和呼叫保留的操作方面

堆疊引擎最佳化:

  • 最近的CPU,如Intel 自Pentium-M 以來的CPU 和AMD 自Bulldozer以來的 CPU,都採用了一個「堆疊引擎」來追蹤高效地修改 RSP。
  • 此功能可以使用 Push/pop/call/ret,而不會影響效能
  • 仔細利用推送/彈出可以透過最佳化速度而不僅僅是程式碼大小來提高效能。

代碼示例

考慮以下示例:

編譯器輸出

GCC、ICC、MSVC 和clang都會產生以推送指令開頭的程式碼,然後是堆疊操作和對 extfunc 的呼叫。這與現代編譯器利用推送進行最佳化的觀察結果一致。

最佳解決方案

進一步最佳化的解決方案是:

在這種情況下,單一入棧指令會為兩個局部變數分配空間,同時使堆疊保持16 位元組對齊。這可以優化程式碼大小並保持效率。

其他注意事項

  • 將推送與[rsp] 尋址模式混合可以在Intel CPU 上引入額外的堆疊同步微指令,可能會降低效率。
  • 編譯器通常不會實現這種最佳化,因為它需要仔細計算和平衡權衡以避免效能下降。

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來源:php.cn
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