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高效的C編程之:寄存器分配

作者: 時(shí)間:2013-09-30 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/257018.htm

14.7

一項(xiàng)很重要的優(yōu)化功能就是對寄存器的分配。與分配在寄存器中的相比,分配到內(nèi)存的訪問要慢得多。所以如何將盡可能多的分配到寄存器,是編程時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)考慮的問題。

注意

當(dāng)使用-g或-dubug選項(xiàng)編譯程序時(shí),為了確保調(diào)試信息的完整性,的效率比不使用-g或-dubug選項(xiàng)低很多。

14.7.1變量

一般情況下,會對C函數(shù)中的每一個(gè)局部變量分配一個(gè)寄存器。如果多個(gè)局部變量不會交迭使用,那么會對它們分配同一個(gè)寄存器。當(dāng)局部變量多于可用的寄存器時(shí),編譯器會把多余的變量存儲到堆棧。這些被寫入堆棧需要訪問存儲器的變量被稱為溢出(Spilled)變量。

為了提高程序的執(zhí)行效率:

·使溢出變量的數(shù)量最少;

·確保最重要的和經(jīng)常用到的變量被分配在寄存器中。

可以被分配到寄存器的變量包括:

·程序中的局部變量;

·調(diào)用子程序時(shí)傳遞的參數(shù);

·與地址無關(guān)變量。

另外,在一些特定條件下,結(jié)構(gòu)體中的域也可以被分配到寄存器中。

表14.1顯示了當(dāng)C編譯器采用-Thumb過程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí),內(nèi)部寄存器的編號、名字和分配方法。

表14.1 C編譯器寄存器用法

寄存器編號

可選寄存器名

特殊寄存器名

寄存器用法

r0

a1

函數(shù)調(diào)用時(shí)的參數(shù)寄存器,用來存放前4個(gè)函數(shù)參數(shù)和存放返回值。在函數(shù)內(nèi)如果將這些寄存器用作其他用途,將破壞其值。

r1

a2

r2

a3

r3

a4

r4

v1

通用變量寄存器

r5

v2

r6

v3

r7

v4

r8

v5

r9

v6或SB或TR

平臺寄存器,不同的平臺對該寄存器的定義不同

r10

v7

通用變量寄存器。在使用堆棧邊界檢測的情況下,r10保存堆棧邊界的地址

r11

v8

通用變量寄存器。

r12

IP

臨時(shí)過渡寄存器,函數(shù)調(diào)用時(shí)會破壞其中的值

r13

SP

堆棧指針

r14

LR

鏈接寄存器

r15

PC

程序計(jì)數(shù)器

從表14.1可以看出,編譯器可以分配14個(gè)變量到寄存器而不會發(fā)生溢出。但有些寄存器編譯器會有特殊用途(如r12),所以在編寫程序時(shí)應(yīng)盡量限制變量的數(shù)目,使函數(shù)內(nèi)部最多使用12個(gè)寄存器。

注意

在C語言中,可以使用關(guān)鍵詞register給指定變量分配專用寄存器。但不同的編譯器對該關(guān)鍵詞的處理可能不同,使用時(shí)要查閱相關(guān)手冊。

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