Когда я должен опустить указатель кадра?

Есть ли существенная оптимизация при отсутствии указателя кадра? Если я правильно понял, прочитав эту страницу, -fomit-frame-pointer используется, когда мы хотим избежать сохранения, настройки и восстановления указателей кадров.

Это делается только для каждого вызова функции, и если да, действительно ли стоит избегать нескольких инструкций для каждой функции? Разве это не тривиально для оптимизации. Каковы фактические последствия использования этой опции помимо ограничений отладки?

Я скомпилировал следующий код C с этой опцией и без нее

int main(void)
{
        int i;

        i = myf(1, 2);
}

int myf(int a, int b)
{
        return a + b;
}


# gcc -S -fomit-frame-pointer code.c -o withoutfp.s
# gcc -S code.c -o withfp.s

.

diff -u 'в двух файлах показан следующий код сборки:


--- withfp.s    2009-12-22 00:03:59.000000000 +0000
+++ withoutfp.s 2009-12-22 00:04:17.000000000 +0000
@@ -7,17 +7,14 @@
        leal    4(%esp), %ecx
        andl    $-16, %esp
        pushl   -4(%ecx)
-       pushl   %ebp
-       movl    %esp, %ebp
        pushl   %ecx
-       subl    $36, %esp
+       subl    $24, %esp
        movl    $2, 4(%esp)
        movl    $1, (%esp)
        call    myf
-       movl    %eax, -8(%ebp)
-       addl    $36, %esp
+       movl    %eax, 20(%esp)
+       addl    $24, %esp
        popl    %ecx
-       popl    %ebp
        leal    -4(%ecx), %esp
        ret
        .size   main, .-main
@@ -25,11 +22,8 @@
 .globl myf
        .type   myf, @function
 myf:
-       pushl   %ebp
-       movl    %esp, %ebp
-       movl    12(%ebp), %eax
-       addl    8(%ebp), %eax
-       popl    %ebp
+       movl    8(%esp), %eax
+       addl    4(%esp), %eax
        ret
        .size   myf, .-myf
        .ident  "GCC: (GNU) 4.2.1 20070719

Может кто-то пролить свет на ключевые точки вышеприведенного кода, где -fomit-frame-pointer действительно сделал разницу?

Изменить: objdump вывод заменен на gcc -S

Ответы

Ответ 1

-fomit-frame-pointer позволяет использовать один дополнительный регистр для общего использования. Я бы предположил, что это действительно очень важно для 32-разрядной x86, которая немного голодает для регистров. *

Можно было бы ожидать, что EBP больше не будет сохраняться и не корректироваться при каждом вызове функции и, вероятно, некоторое дополнительное использование EBP в нормальном коде и меньше операций с стеком в случаях, когда EBP используется как регистр общего назначения.

Ваш код слишком прост, чтобы увидеть какую-либо выгоду от такого рода оптимизации - вы не используете достаточное количество регистров. Кроме того, вы не включили оптимизатор, который может потребоваться, чтобы увидеть некоторые из этих эффектов.

* Регистры ISA, а не регистры микроархитектуры.

Ответ 2

Единственный недостаток его исключения в том, что отладка намного сложнее.

Основной недостаток заключается в том, что существует один дополнительный регистр общего назначения, который может существенно повлиять на производительность. Очевидно, что этот дополнительный регистр используется только при необходимости (возможно, в вашей простой функции это не так); в некоторых функциях он имеет большее значение, чем в других.

Ответ 3

Вы можете часто получать более значимый код сборки из GCC с помощью аргумента -S для вывода сборки:

$ gcc code.c -S -o withfp.s
$ gcc code.c -S -o withoutfp.s -fomit-frame-pointer
$ diff -u withfp.s withoutfp.s

GCC не заботится об адресе, поэтому мы можем сравнивать фактические инструкции, созданные напрямую. Для вашей функции листа это дает:

 myf:
-       pushl   %ebp
-       movl    %esp, %ebp
-       movl    12(%ebp), %eax
-       addl    8(%ebp), %eax
-       popl    %ebp
+       movl    8(%esp), %eax
+       addl    4(%esp), %eax
    ret

GCC не генерирует код, чтобы нажимать указатель на стек, и это изменяет относительный адрес аргументов, переданных функции в стек.

Ответ 4

Профилируйте свою программу, чтобы увидеть, есть ли существенная разница.

Далее, пропишите свой процесс разработки. Отладка легче или сложнее? Вы тратите больше времени на разработку или меньше?

Оптимизация без профилирования - пустая трата времени и денег.