C/C コンパイラ オプションはプッシュ命令とポップ命令でスタックの使用をどのように最適化できますか?

プッシュ命令とポップ命令でスタックの使用を最適化するための C/C コンパイラ オプション

概要

C/C では、ローカル変数を操作する場合、コンパイラは通常スタック フレームを使用してメモリを管理します割り当て。ただし、この目的でプッシュ命令とポップ命令を使用すると、コードがよりコンパクトになり、潜在的に高速になる可能性があります。スタック使用量を最適化するには、両方のアプローチの利点と制限を理解することが重要です。

ローカル変数のプッシュ/ポップの利点

• コード サイズの削減: プッシュ/ポップ命令は、特に小規模な命令では、対応する sub/mov 命令よりもコンパクトです。
• パフォーマンス向上の可能性: 最新の CPU では、プッシュ/ポップ命令を使用すると、余分なスタック同期 UOP を回避でき、速度が向上する可能性があります。

プッシュ/ポップを備えたコンパイラー最適化

すべての最新の x86 コンパイラーは、スタック使用量を最適化するためのプッシュ/ポップ命令をサポートしています:

• Clang および ICC ローカルではデフォルトでプッシュ/ポップを使用します
• GCC は、プッシュ/ポップの最適化を有効にするチューニング オプション (-mtune=haswell) を提供します。
• MSVC もプッシュ/ポップをサポートしますが、 Windows x64 呼び出し用に追加のスタック領域を予約します。

コード例

違いを説明するために、次のコードを考えてみましょう。

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

プッシュ/ポップ最適化では、このコードは次のようにコンパイルされます:

    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

プッシュ/ポップ最適化なしでコンパイルします。 to:

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

考慮事項

プッシュ/ポップの最適化には利点がある一方で、潜在的な欠点を認識することが重要です:

• スタック アライメント: プッシュ命令は 16 バイトのスタック アライメントを維持する必要があります。これにはパディングが必要になる場合があります。
• プッシュ/ポップと RSP アドレス指定の混合: プッシュ/ポップと RSP ベースのアドレス指定を混合すると、Intel CPU に余分なスタック同期 UOP が導入される可能性があります。
• 例外とデバッグ: 非標準のスタック フレーム操作は、巻き戻しと動作を妨げる可能性があります。デバッグ情報。

結論

C/C コンパイラは、プッシュ/ポップ最適化のサポートを提供しており、これによりコードがよりコンパクトになり、潜在的に高速になる可能性があります。ただし、効果的な実装には、スタックのアライメント、アドレス指定モード、および潜在的な欠点を注意深く考慮することが重要です。プッシュ/ポップ命令を効果的に活用することで、開発者はパフォーマンスと保守性のバランスをとりながらコードの効率を高めることができます。

以上がC/C コンパイラ オプションはプッシュ命令とポップ命令でスタックの使用をどのように最適化できますか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。