嵌套范围如何影响堆栈深度？

Question

我尝试使用 MSVC 将以下 c 代码编译到带有 (CL TestFile.c /Fa /Ot) 和没有优化 (CL TestFile.c /Fa) 的汇编中，结果是它们产生相同的堆栈深度。

为什么编译器知道它将使用最多 16 个字节，却为 3 个变量 x、y 和 z 中的每一个使用 8 个字节？ 代替y$1 = 4和z$2 = 8是否可以不使用y$1 = 4和z$2 = 4所以y和z在堆栈上使用相同的 memory 没有任何问题？

int main() {
  int x = 123;
  if (x == 123) {
    int y = 321;
  }
  else {
    int z = 234;
  }
}

; Parts of the assembly code
x$ = 0
y$1 = 4
z$2 = 8
main PROC
$LN5:
  sub rsp, 24
; And so on...

Answer 1

嵌套范围不影响堆栈深度。 根据 C 标准，嵌套范围会影响标识符的可见性，并且不会对 C 实现如何使用堆栈（如果有堆栈）施加任何要求。 C 标准允许 C 编译器生成具有相同可观察行为的任何代码。

对于问题中显示的程序，唯一可观察到的行为是以成功状态退出，因此一个好的编译器应该在优化时生成一个最小的程序。 例如， x86-64 的 GCC 10.2 只生成一个xor和一个ret ：

main:
        xor     eax, eax
        ret

Clang 11.0.1 也是如此。 如果 MSVC 没有，那就是它的缺陷。 （但是，开关/Os和/Ot可能不要求优化或不要求太多优化；当与其他优化开关一起使用时，它们可能只是表达对速度或时间的偏好。）

此外，一个好的编译器应该对对象的使用进行生命周期分析，构建一个图，表示节点在代码中的位置，并标有值的创建或使用，而有向边是潜在的程序控制流（或源的某种等效表示）代码）。 然后应生成汇编程序（或中间代码）以实现图所需的语义。 如果两组源代码具有等效图，则编译器应为它们生成等效的程序集（或中间代码）（达到处理复杂图的一些合理能力），无论是否使用嵌套范围中的定义。