스택 프레임 및 함수 호출: CPU 오버헤드를 생성하는 방법

저는 컴퓨터 과학 및 소프트웨어 엔지니어링, 특히 저수준 프로그래밍에 열정적입니다. 소프트웨어와 하드웨어 간의 상호 작용은 끝없이 매력적이며, 고급 애플리케이션을 디버깅 할 수있는 귀중한 통찰력을 제공합니다. 주요 예는 스택 메모리입니다. 그 역학을 이해하는 것은 효율적인 코드와 효과적인 문제 해결에 중요합니다.

이 기사는 자신이 만든 오버 헤드를 검토하여 빈번한 기능이 어떻게 충격 성능을 호출하는지 탐구합니다. CPU 레지스터와 함께 스택 및 힙 메모리에 대한 기본적인 이해가 가정됩니다.

스택 프레임 이해

프로그램의 실행을 고려하십시오. OS는 프로그램에 대한 스택을 포함한 메모리를 할당합니다. 스레드 당 일반적인 최대 스택 크기는 8MB입니다 (Linux/Unix에서는 가있는)입니다. 스택은 기능 매개 변수, 로컬 변수 및 실행 컨텍스트를 저장합니다. 힙 메모리에 대한 속도 이점은 OS 사전 할당에서 비롯됩니다. 할당은 일정한 OS 호출이 필요하지 않습니다. 이것은 더 크고 지속적인 데이터에 사용되는 힙 메모리와 달리 소규모 임시 데이터에 이상적입니다. 여러 기능 호출은 컨텍스트 전환으로 이어집니다. 예를 들어 :

전화 는 CPU를 다음과 같이 요구합니다 스택에 레지스터 값을 저장하십시오

리턴 주소를 저장 (이력서 ) 프로그램 카운터 (PC)가 를 가리 키도록 업데이트하십시오 기능 인수 저장 (레지스터 또는 스택에서).

ulimit -s 이 저장된 데이터는

스택 프레임을 구성합니다. 각 함수 호출은 새 프레임을 만듭니다. 함수 완료는이 프로세스를 뒤집습니다.

성능

기능 호출은 본질적으로 오버 헤드를 소개합니다. 이것은 빈번한 통화 또는 깊은 재귀가있는 루프와 같은 시나리오에서 중요해집니다.

#include <stdio.h>

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

int main() {
  int a = 1, b = 3;
  int result;

  result = sum(a, b);
  printf("%d\n", result);
  return 0;
}

C는 성능 중요 애플리케이션 (예 : 임베디드 시스템 또는 게임 개발)에서이를 완화하는 기술을 제공합니다. 매크로 또는 키워드는 오버 헤드를 줄일 수 있습니다

sum 또는

둘 다 스택 프레임 생성을 피하는 반면, 인라인 함수는 미묘한 오류를 유발할 수있는 매크로와 달리 타입 안전성으로 인해 선호됩니다. 최신 컴파일러는 종종 인라인 기능 ( 또는 와 같은 최적화 플래그 포함)을 자동으로 기능하므로 특정 컨텍스트를 제외하고는 종종 불필요하게 사용됩니다.

어셈블리 수준 검사
• 어셈블리 코드 분석 ()은 스택 프레임 관리를 보여줍니다.
• , main 및 지침은 스택 프레임을 관리하여 오버 헤드를 강조합니다. 최적화가 중요 할 때

최신 CPU는이 오버 헤드를 효율적으로 처리하지만 임베디드 시스템 또는 매우 까다로운 애플리케이션과 같은 자원으로 제한된 환경과 관련이 있습니다. 이 경우 기능 호출 오버 헤드 최소화는 성능을 크게 향상시키고 대기 시간을 줄일 수 있습니다. 그러나 코드 가독성 우선 순위를 지정하는 것이 가장 중요합니다. 이러한 최적화는 신중하게 적용되어야합니다

위 내용은 스택 프레임 및 함수 호출: CPU 오버헤드를 생성하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!