C 编译器忽略寄存器声明的原因

如何解决C 编译器忽略寄存器声明的原因

C 编译器忽略 register 声明的原因是什么？我知道这个声明对于现代编译器来说基本上没有意义，因为它们在适当的时候将值存储在寄存器中。我正在学习计算机体系结构课程，因此了解旧编译器为何会出现这种情况很重要。

"register 声明通知编译器中的变量问题将被大量使用。这个想法是 register 变量将被放置在机器寄存器中，这可能会导致更小和更快的程序。但是编译器可以随意忽略这些建议。” ~ The C Programming Language 作者：Brian W. Kernighan 和 Dennis M. Ritchie

谢谢！

解决方法

历史上的 C 编译器可能“智能”（复杂）到一次查看一个 C 语句，例如现代的 TinyCC。或者解析整个函数以找出有多少变量，然后返回并且仍然一次只执行代码生成一个语句。有关旧编译器多么简单和幼稚的示例，请参阅 Why do C to Z80 compilers produce poor code? - 显示的一些示例可以针对特殊的简单情况进行了优化，但没有。（尽管 Z80 和 6502 是相当糟糕的 C 编译器目标，因为（与 PDP-11 不同）“指针”不是您可以仅保留在寄存器中的东西。）

启用优化后，现代编译器确实有足够的 RAM（和编译时间）可用于使用更复杂的算法来映射整个函数的寄存器分配，并在内联之后做出正确的决定。（例如，将程序逻辑转换为 SSA 形式。）另见 https://en.wikipedia.org/wiki/Register_allocation

register 关键字变得毫无意义；编译器已经可以注意到何时没有获取变量的地址（register 关键字不允许这样做）。或者当它可以优化地址获取并将变量保留在寄存器中时。

TL:DR：现代编译器不再需要以 register 关键字暗示的方式完全应用 as-if 规则。

他们基本上总是将所有内容保存在寄存器中，除非被迫将其溢出回内存，除非您禁用优化以实现完全一致的调试。（因此您可以在断点处停止时使用调试器更改变量，甚至可以在语句之间跳转。）

有趣的事实：Why does clang produce inefficient asm with -O0 (for this simple floating point sum)? 展示了一个示例，其中 register float 使现代 GCC 和 clang 创建更高效的 asm 禁用优化。