Question

由于我对cpu寄存器不太熟悉，一般而言，在任何体系结构中都特别使用x86，如果使用VC ++编译器相关，我很好奇，对于具有少量元素的数组的所有元素都是可能的就像一个1字节字符的数组，有4个元素驻留在某个cpu寄存器中，因为我知道对于像double，integer等单个基元来说这可能是真的吗？

当我们有如下参数时：

void someFunc(char charArray[4]){
//whatever
}

这个参数传递肯定是通过传递指向函数的指针来完成的，或者该数组是否会驻留在某个cpu寄存器中，而不需要将指针传递给主存储器？

Answer 1

这依赖于不编译器，也不可能。数组不能以与其他类型相同的方式传递值，即传递给函数时不能复制它们。 C ++标准很明确，因为在声明中处理函数签名时，以下是完全等价的：

void foo( char *a );
void foo( char a[] );
void foo( char a[4] );
void foo( char a[ 100000 ] );

兼容的编译器会将函数签名中的数组转换为指针。现在，在调用的地方，会发生类似的操作：如果参数是一个数组，编译器必须将它衰减成指向第一个元素的指针。同样，数组的大小在衰减中丢失。

特定寄存器可用于保存多个值并对其执行操作（google用于矢量化操作，MME和变体）。但是，这意味着编译器实际上可以将小数组的内容插入到单个寄存器中，这不能用于更改您引用的函数调用。

Answer 2

在单个函数中，只要编译器能够根据代码指示生成CPU指令来操作它，就可以将数组保存在一个或多个寄存器中。该标准并未真正定义在寄存器中“成为”的含义。这是编译器和调试器之间的私事，并且寄存器中的某些东西之间可能存在细微差别，并且完全“优化掉”。

在您的示例中，参数是指针，而不是数组（请参阅dribeas的回答）。因此，它指向的数组可能会被保存为寄存器，这是不寻常的。您可能处理的“主要”体系结构不允许指向寄存器的指针，因此即使数组保存在调用代码的寄存器中，也必须将其写入内存以获取指针它，传递给被叫者。

如果内联函数调用，则可能会进行更好的优化，就好像根本没有调用一样。

如果将数组包装在结构中，则将其转换为可以通过值传递的内容：

struct Foo {
    char a[4];
};

void FooFunc(Foo f) {
    // whatever
}

现在，该函数将实际的数组数据作为参数，因此将它保存在寄存器中的障碍就更少了。但是，实现的调用约定是否实际上传递了寄存器中的小结构是另一个问题。我不知道调用约定是做什么的，如果有的话。

Answer 3

我非常熟悉的5个左右的编译器，（来自1.0的Borland / Turbo C / C ++，来自v8.0的Watcom C / C ++，来自5.0的MSC，IBM Visual Age C / C ++，各种gcc） DOS，Linux和Windows上的版本）我没有看到这种优化自然发生。

有一个字符串库，其名称我记不清了，它在x86 ASM中做了类似的优化。它可能是“自发大会”图书馆的一部分，但没有保证。

Answer 4

接受数组的函数可能会索引到该数组中。我知道没有支持高效索引到寄存器的架构，所以在寄存器中传递数组可能毫无意义。

（在x86架构上，您可以通过访问a[0]注册表的a[1]和al来访问ah和eax，但这是一个特殊的仅在编译时已知索引时才有效的情况。）

Answer 5

你问x86上VC ++是否可行。

我怀疑这种配置是否可行。是的，您可以生成汇编代码，其中该数组保存在寄存器中，但由于数组的性质，它绝不是编译器的自然优化，所以我怀疑它们是否将它放入。

你可以尝试一下，然后产生一些代码，其中编译器会有“激励”将它放入寄存器，但它看起来很奇怪，如

char x[4];
*((int*)x) = 36587467;

使用优化和/ FA开关编译并查看生成的汇编代码（然后告诉我们结果： - ））

如果以更“自然”的方式使用它，比如访问单个字符或用字符串初始化它，编译器根本没有理由将该数组放入寄存器。

即使将其传递给函数 - 编译器也可能将数组的地址放入寄存器，而不是数组本身

Answer 6

只有变量可以存储在寄存器中。您可以尝试使用register关键字强制注册存储：register int i;

数组是默认指针。

您可以像这样获取位于4位置的值（使用指针语法）：

char c = *(charArray + 4);