Question

我有一个嵌入式ARM处理器的递归下降解析器（在C + GCC中，用于ARM Cortex M3）。

在运行它时，我注意到它使用了大量的堆栈空间（甚至超出了您的预期）并且仔细检查后我发现这种情况正在发生：

extern int bar(int *p);

int foo() {
 int z = foo(); // it's an example!

 int n[100];  // stack usage
 return z+bar(n); // calling bar(n) stops n from being optimised out
}

运行 arm-none-eabi-gcc -fomit-frame-pointer -S test.c

的结果

foo:
    str lr, [sp, #-4]!  ; Push link register
    sub sp, sp, #412    ; Reserve space on stack, even if we don't need it now!
    bl  foo             ; Recurse
    str r0, [sp, #404]  ; Store result
    ...

因此，在函数开始时，它将整个堆栈帧推送到堆栈。然而，在几次迭代之后，堆栈中的大量内容尚未使用。

理想情况下，我希望GCC能够生成：

foo:
    str lr, [sp, #-4]!  ; Push link register
    ; Don't reserve space, because we don't need it
    bl  foo             ; Recurse
    sub sp, sp, #412    ; Reserve space now
    str r0, [sp, #404]  ; Store result
    ...

（这可能不正确，但我希望你明白这一点）

使用以下代码可以实现这样的东西，但它真的很讨厌（如果GCC内联fooworker，它会再次破坏！）。必须有更好的方法吗？

int fooworker(int z) {
 int n[100];  // stack usage
 return z+bar(n); // calling bar(n) stops n from being optimised out
}


int foo() {
 return fooworker(foo());
}

那么有没有办法告诉GCC只在基本块的开头放大堆栈，或者是否有一个'barrier'语句导致在该点添加额外的push / pop操作？我猜GCC正在使用ARM标准调用类型之一 - 但有没有办法用另一种调用类型来标记这些函数，这种调用类型对堆栈更有效，或者有没有办法重写函数，使得堆栈是使用得更明智一点？

请不要告诉我不要使用递归，它没有回答这个问题。

Answer 1

int *n = alloca(sizeof(*n) * 100);

这很丑陋，我个人将这个功能分成两部分，但似乎在我的gcc amd64上适用于所有优化级别。

Answer 2

这很容易进行优化，但您也可以尝试引入新范围：

extern int bar(int *p);

int foo() {
  int z = foo();

  {
    int n[100];
    return z+bar(n);
  }
}

新范围的引入意味着n在foo()被调用之前不应该存在。同样，优化可以打破所有这些，就像您自己的解决方案或接受的解决方案一样。

使用GCC + ARM减少递归期间的堆栈使用

2 个答案: