高效的C编程之：寄存器分配

14.7 寄存器分配

编译器一项很重要的优化功能就是对寄存器的分配。与分配在寄存器中的变量相比，分配到内存的变量访问要慢得多。所以如何将尽可能多的变量分配到寄存器，是编程时应该重点考虑的问题。

14.7.1 变量寄存器分配

一般情况下，编译器会对C函数中的每一个局部变量分配一个寄存器。如果多个局部变量不会交迭使用，那么编译器会对它们分配同一个寄存器。当局部变量多于可用的寄存器时，编译器会把多余的变量存储到堆栈。这些被写入堆栈需要访问存储器的变量被称为溢出（Spilled）变量。

为了提高程序的执行效率：

· 使溢出变量的数量最少；

· 确保最重要的和经常用到的变量被分配在寄存器中。

可以被分配到寄存器的变量包括：

· 程序中的局部变量；

· 调用子程序时传递的参数；

· 与地址无关变量。

另外，在一些特定条件下，结构体中的域也可以被分配到寄存器中。

表14.1显示了当C编译器采用ARM－Thumb过程调用标准时，内部寄存器的编号、名字和分配方法。

表14.1 C编译器寄存器用法

从表14.1可以看出，编译器可以分配14个变量到寄存器而不会发生溢出。但有些寄存器编译器会有特殊用途（如r12），所以在编写程序时应尽量限制变量的数目，使函数内部最多使用12个寄存器。

14.7.2 指针别名

C语言中的指针变量可以给编程带来很大的方便。但使用指针变量时要特别小心，它很可能使程序的执行效率下降。在一个函数中，编译器通常不知道是否有2个或2个以上的指针指向同一个地址对象。所以编译器认为，对任何一个指针的写入都将会影响从任何其他指针的读出，但这样会明显降低代码执行的效率。这就是著名的"寄存器别名（Pointer Aliasing）"问题。

1．局部变量指针别名问题

通常情况下，编译器会试图对C函数中的每一个局部变量分配一个寄存器。但当局部变量是指向内存地址的指针时，情况有所不同。先来看一个简单的例子。

void add(int * i)

{

int total1=0,total2=0;

total1+= *i;