C 语言标准是否指定了对全局寄存器变量的支持答案

【问题标题】：Do the C language standards specify support for global register variablesC 语言标准是否指定了对全局寄存器变量的支持
【发布时间】：2015-07-24 09:55:49
【问题描述】：

我读到 gcc 支持将全局变量定义为寄存器存储变量。我想知道的是，标准是否对这种支持有任何规范。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

C 的关键字register 谈论硬件寄存器是一个常见的误解。这可能是该概念的起源，但在现代 C 中，这不是目的。 register 唯一真正的效果是，& 不允许在这样的野兽身上。

它们可以以编译器想要的任何方式实现，硬件寄存器，指令立即数，或者在堆栈上，你不会知道。您所知道的是，register 变量不能与其他变量别名。

为了更直接地回答您的问题，文件范围内的 register 不是 C 语言的一部分。如果是这样，那将允许我们声明几乎任何基数的 register const 变量，这可以用作某种 global constants。

将硬件寄存器映射到特定变量是编译器提供的扩展，例如 gcc。 Gcc 的功能，作为一个扩展，也适用于文件范围。但这是相当令人望而却步的，因为通常 CPU 没有很多硬件寄存器可供备用。

【讨论】：

【解决方案2】：

register 不能用于全局变量。 C11 6.9/2 涵盖了这一点：

约束

存储类说明符auto 和register 不得出现在外部声明的声明说明符中。

这里，外部声明是指任何不在函数内的声明。（不要与extern 或外部链接混淆）。

【讨论】：

【解决方案3】：

首先。 “注册存储变量”的分配，如果有的话，是编译器的工作。 C 标准没有指定任何强制性相同的内容。

也就是说，

全局变量不能用register存储类定义，根据C11，第§6.9章

存储类说明符auto 和register 不得出现在外部声明的声明说明符中。
使用register 并不能保证寄存器中的分配，第 §6.7.1 章（强调我的）

使用存储类说明符register 声明对象的标识符建议尽可能快地访问该对象。 此类建议的有效程度由实施定义。

【讨论】：

我想知道为什么标准禁止使用带有全局变量的寄存器限定符，因为即使没有全局寄存器分配，这样的事情也可以改善优化。给定extern int foo; extern int *bar; 代码foo++; *bar ^= 1; foo++; *bar ^= 2; 必须按顺序执行所有四个步骤。如果foo 可以是寄存器限定的，则操作可以重新排序为foo+=2; *bar^=3;。

【解决方案4】：

C99 或 C11 标准不支持或不允许Global register variables（请参阅Sourav Ghosh's 或Matt McNabb's 答案）。

作为扩展，GCC 接受

  register int *foo asm ("a5");

声明一个全局 int 变量坐在寄存器a5... 这很少有用，你需要了解GCC如何生成代码和分配寄存器，调用是什么您的 ABI 的约定，...能够毫无畏惧地使用它...顺便说一句，它可能会削弱 GCC 优化能力。

但它是 GCC 特定的，Clang/LLVM 确实 not 支持该扩展，即使它支持几个其他 GCC 扩展（例如计算 goto-s，...） .

【讨论】：

在 ARM 上，如果一个程序需要少量使用的全局变量，lot，将所有这些变量放入一个结构体中并专用一个寄存器来保存它们address 将消除在访问任何这些变量时加载索引寄存器的需要。也许在大型嵌入式系统上并不常见，但有时在小型嵌入式系统上非常有用。

【解决方案5】：

没有。标准没有指定任何这样的特性。存储类register 的行为类似于auto，不能用于全局变量。

根据经验，某台机器固有的所有内容都不是标准 C 的一部分。

【讨论】：