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？

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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