C編譯器能否重新安排堆棧變量？

我曾經在嵌入式系統的項目中工作過，在那裏我們重新安排了堆棧變量的聲明順序，以減小生成的可執行文件的大小。舉例來說，如果我們有：C編譯器能否重新安排堆棧變量？

void func() 
{ 
    char c; 
    int i; 
    short s; 
    ... 
}

我們將重新排序這是：

void func() 
{ 
    int i; 
    short s; 
    char c; 
    ... 
}

由於對準問題的第一個導致12個字節的堆棧空間被使用，第二個導致只有8個字節。

這是C編譯器的標準行爲還是我們使用的編譯器的缺點？

在我看來，編譯器應該能夠重新排序堆棧變量，以支持更小的可執行文件大小，如果它想的話。有人向我建議，C標準的某些方面可以防止這種情況發生，但我無法以任何方式找到有信譽的來源。

作爲一個額外的問題，這是否也適用於C++編譯器？

編輯

如果答案是肯定的，C/C++編譯器可以重新排列堆棧變量，你可以給一個編譯器，絕對做到這一點的例子嗎？我希望看到編譯器文檔或類似的東西來支持它。

再次編輯

謝謝大家的幫助。對於文檔，我能找到的最好的東西是文件Optimal Stack Slot Assignment in GCC（pdf），由Naveen Sharma和Sanjiv Kumar Gupta在2003年GCC峯會會議上提交。

這裏的問題項目是使用ADS編譯器進行ARM開發。在該編譯器的文檔中提到，由於ARM-Thumb體系結構如何計算本地堆棧幀中的地址，因此像我所示的排序聲明可以提高性能以及堆棧大小。該編譯器不會自動重新安排當地人利用這一點。這裏鏈接的文章說，從2003年起，GCC也沒有重新安排堆棧框架來改善ARM-Thumb處理器的參考位置，但這意味着您可以。

我無法找到任何明確表示這已在GCC中實施的任何內容，但我認爲這篇論文被認爲是證明你們都是正確的。再次感謝。

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2008-10-26 ryan_s

由於標準中沒有任何內容禁止C或C++編譯器，所以編譯器可以做到這一點。

聚合（即結構）的不同之處在於，必須保持相對順序，但編譯器仍然可以插入填充字節以實現更好的對齊。

IIRC較新的MSVC編譯器在與當地人的緩衝區溢出作鬥爭時使用這種自由度。

作爲一個提示，在C++中，即使編譯器重新對內存佈局進行了重新排序，銷燬順序也必須與聲明的反向順序相同。

（我不能提出旁證，雖然，這是從內存。）

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2008-10-26 19:04:28 peterchen

它是編譯器的細節，可以讓他自己的編譯器，如果他想這樣做會反過來。

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2008-10-26 18:58:19 CiNN

編譯器是免費的，甚至從堆棧中刪除該變量，使其只註冊如果分析結果顯示的地址該變量從不被使用/使用。

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2008-10-26 19:22:40

這是一個很好的觀點。當我和我的同事討論這件事時，我並沒有這樣做。 – 2008-10-26 19:27:52

它甚至可以將多個變量分配到相同的寄存器或堆棧位置，如果它可以證明變量在相同的代碼段中從不存在。這是很常見的做法，特別是內聯代碼會導致短暫的可變生命。 – 2008-10-26 21:05:51

編譯器甚至可能根本沒有使用數據堆棧。如果你的平臺非常小，以至於你擔心8到12個字節的堆棧，那麼很可能會有編譯器具有非常特殊的方法。（想起一些PIC和8051編譯器）

你在編譯什麼處理器？

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2008-10-26 19:28:19

這是我剛剛工作的一個項目，我們正在使用舊版本的Arm Developer Suite（ADS）編譯器爲幾個ARM處理器構建。我真的只是要求解決關於其他編譯器如何處理這個問題的討論。 – 2008-10-26 19:41:29

體面的編譯器會將局部變量放入寄存器中（如果可以的話）。如果寄存器壓力過大（空間不足）或者變量的地址已被佔用，這意味着它需要存在內存中，變量只能放在堆棧上。

據我所知，沒有什麼說變量需要放置在C/C++堆棧的任何特定位置或對齊方式;編譯器會將它們放在最適合性能和/或適合編譯器編寫者的任何地方。

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2008-10-26 19:30:21

當地人幾乎總是必須在某個時候傾倒到堆棧。唯一的例外是如果你的函數*從不*調用另一個函數，在這種情況下，一切都是暫時的，並且可以在沒有堆棧幀的情況下處理。 – 2008-10-26 19:53:53

堆棧甚至不需要存在（實際上，C99標準沒有單個「堆棧」單詞）。所以是的，編譯器可以自由地執行任何想要的操作，只要它保留具有自動存儲持續時間的變量的語義。

舉一個例子：我遇到很多情況，我無法在調試器中顯示局部變量，因爲它存儲在寄存器中。

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2008-10-26 19:38:38 zvrba

AFAIK C或C++的定義中沒有指定編譯器應如何在堆棧中排序局部變量。我會說，依靠編譯器在這種情況下可能做的是一個壞主意，因爲下一個版本的編譯器可能會有所不同。如果您花費時間和精力來訂購本地變量以節省堆棧的幾個字節，那麼對於系統的功能而言，這些少量字節最好是非常關鍵的。

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2008-10-26 19:43:38 Dima

德州儀器62xx系列DSP的編譯器能夠完成「整個程序優化」。（你可以把它關掉）

這是你的代碼被重新安排的地方，而不僅僅是當地人。所以執行順序最終不會達到你所期望的。

C和C++不要實際上承諾一個內存模型（就JVM而言），所以事情可能會非常不同，並且仍然合法。

對於那些不瞭解它們的人來說，62xx系列每個時鐘週期DSP有8個指令;在750Mhz時，它們在6e + 9指令處達到峯值。無論如何，有些時候。它們執行並行執行，但是指令排序是在編譯器中完成的，而不是像Intel x86那樣的CPU。

PIC和兔子嵌入式板不有堆棧，除非你問得特別好。

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2008-10-26 21:03:47

沒有必要對C標準要求或不要求的空閒猜測：最近的草稿可從ANSI/ISO working group在線免費獲得。

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2008-10-26 21:10:13

這並不回答你的問題，但這是我的2美分關於一個相關的問題...

我沒有堆棧空間優化的問題，但是我遇到了堆棧中雙變量錯誤對齊的問題。可以從任何其他函數調用函數，並且堆棧指針值可能有任何未對齊的值。所以我想出了下面的想法。這是不是原來的代碼，我只是寫它...

#pragma pack(push, 16) 

typedef struct _S_speedy_struct{ 

double fval[4]; 
int64 lval[4]; 
int32 ival[8]; 

}S_speedy_struct; 

#pragma pack(pop) 

int function(...) 
{ 
    int i, t, rv; 
    S_speedy_struct *ptr; 
    char buff[112]; // sizeof(struct) + alignment 

    // ugly , I know , but it works... 
    t = (int)buff; 
    t += 15; // alignment - 1 
    t &= -16; // alignment 
    ptr = (S_speedy_struct *)t; 

    // speedy code goes on... 
}

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2008-10-28 15:28:42 Malkocoglu

不僅可以編譯器重新安排局部變量的堆棧佈局，它可以將它們分配到寄存器，將其分配到寄存器有時住和有時在堆棧中，它可以將兩個本地人分配到內存中的同一個插槽（如果他們的生存區域不重疊），甚至可以完全消除變量。

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2008-11-04 06:30:45

C編譯器能否重新安排堆棧變量？

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