x86 中物件如何在組譯層級運作？

物件在 x86 中如何在組件層級工作

在 x86 程式集中，物件連續儲存在記憶體中，類似於結構體。它們佔用一塊內存，透過計算它們相對於物件基底位址的偏移量就可以存取各個成員。

對於類別（帶有成員函數），當涉及虛擬成員函數時，情況略有不同。這些函數需要一個額外的 vtable 指標來儲存為物件的第一個成員。 vtable 包含指向成員函數實際實作的指標。

帶有虛函數的類別佈局：

class foo {
  int m_a;
  int m_b;
  virtual void inc_a(void);  // virtual member function
  void inc_b(void);
};

在記憶體中，此類將如下佈局：

• Vtable 指標（8 個位元組）： 指向實際類型的vtable object.
• m_a（4 個位元組）： 成員變數a.
• m_b（4位元組）： 成員變數b.

虛函數調度：

呼叫虛擬函數時，發生以下步驟：

1. vtable指標從物件的記憶體位置載入到暫存器中。
2. 暫存器值用於索引 vtable 並擷取物件的位址正確的函數實作。
3. 執行記憶體間接跳到目標位址。

最佳化：去虛擬化

編譯器有時可以對虛擬函數的呼叫進行去虛擬化，如果它們可以在編譯時確定物件的實際類型。在這種情況下，可以透過直接呼叫具體函數實作來消除虛函數調度的開銷。

物件和內聯

在某些情況下，物件可能不會佔用實體記憶體。例如，當從內聯函數按值傳回結構體時，編譯器可以透過直接在暫存器中傳遞和傳回各個成員來進行最佳化。

總之，x86 程式集中的物件在概念上與結構體類似，為具有虛擬成員函數的類別添加一個虛擬函數表指標。物件在記憶體中的佈局和虛擬函數的調度過程對於效能和程式碼最佳化有著重要的影響。

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