アセンブリ言語とオブジェクト指向の概念はメモリ管理と関数呼び出しでどのように相互作用しますか?

アセンブリのオブジェクト メモリ レイアウトとメンバー関数アクセスについて理解する

アセンブリ言語では、オブジェクトは構造体の格納方法と同様に、連続したメモリ ブロックとして格納されます。オブジェクトのメンバーのレイアウトは、ターゲット システムの ABI によって強制される位置合わせ要件に応じて、メンバーが定義される順序によって異なります。他のオブジェクトと同様に、構造体は、特別なアセンブリ命令を必要とせずに「値」として保存、操作、コピーできるバイトのブロックです。

メンバー関数は、オブジェクト上で呼び出されると暗黙的に実行されます。そのオブジェクトへのポインタを最初の引数として受け取ります。 「this」ポインターとして知られるこのポインターを使用すると、関数がオブジェクトのデータ メンバーにアクセスできるようになります。たとえば、x86-64 SysV ABI では、「this」ポインタが rdi レジスタに渡されます。

クラスと仮想メンバー関数

クラスは、構造体と同様に、次の場合にメモリに連続して格納されます。仮想メンバー関数は関係しません。ただし、クラスに仮想メンバー関数が含まれる場合、vtable または仮想メソッド テーブルと呼ばれる追加のポインターが保持されます。この vtable には、各仮想関数の実際の関数実装のアドレスが含まれています。

仮想関数が呼び出されると、コンパイラーはオブジェクトから適切な vtable ポインターをロードし、間接ジャンプを使用して、正しい機能。これにより、ポリモーフィズムが可能になり、クラス機能を使用する既存のコードを再コンパイルすることなくクラス機能を拡張できるようになります。

最適化と非仮想化

コンパイラは、特定のシナリオで仮想関数呼び出しを最適化できます。コンパイル時にオブジェクト型が常に同じであると判断できる場合は、vtable を介して間接的にジャンプする代わりに、特定の関数実装をインライン化することがあります。 非仮想化として知られるこの最適化は、間接的なジャンプの必要性を排除することでパフォーマンスを向上させます。

メモリの最適化

オブジェクトは通常メモリに格納されますが、コンパイラは特定のオブジェクトを最適化できます。メモリ割り当てを避けるためのイディオム。たとえば、小さな構造体がインライン関数から返された場合、コンパイラはメモリを割り当てて値をコピーする代わりに、構造体のメンバーをレジスタに保持することを選択する場合があります。これは「as-if」ルールによって駆動され、コンパイラは効率を向上させながらソース コードの論理的な動作を維持する方法で最適化できます。

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