c++ - 什么时候 sizeof(myPOD) 太大而无法在 x64 上按值传递？

Question

我预计对于最大 8 字节的结构没有什么不同，但是更大的 POD 类型呢？当类型的大小超过机器字大小时，按值传递是否会变得更昂贵，或者是否有其他因素(如缓存行大小)会影响性能？

我主要对 x64 感兴趣，但也可以随意包含一些 x86 的数字。

说明:

• 我可能想得太狭隘了，因为我不知道在其中发挥作用的所有因素(寄存器、调用约定、编译器优化)。我主要对 Microsoft 的 C++ 编译器感兴趣，它只使用 __fastcall。
• 我感兴趣的是，在了解架构、类型大小、缓存大小等参数传递方面，是否有任何一般性建议。例如:“当类型小于 N 字节时，最好按值传递类型。 “其中 N 是可以从我们已知的事物中推导出来的事物。

Answer 1

您混淆了两个不同的问题。您可以按值传递任何对象(只要它是可复制的)。

它是通过寄存器还是在堆栈中传递取决于实现，特别是所使用的调用约定。

在某些调用约定下，大于 8 个字节(通用寄存器大小)的参数将在堆栈上传递。在其他调用约定下，它们可能简单地分布在多个寄存器中。

在某些情况下，有可能对象从不在寄存器中传递，无论它们的大小如何。

类似地，SIMD 值 (SSE/AVX) 可能在某些调用约定中通过寄存器传递，但在其他调用约定中将始终放在堆栈中。标量浮点值可能也是如此。

但是您所问的问题并不能真正得到有意义的回答。复制对象的速度受对象大小的影响，是的。如果对象是 POD 类型，并且适合寄存器，则可以使用简单的 mov 指令复制它。编译器是否会做这取决于编译器。

很明显，对象越大，它占用的缓存空间就越多，这意味着你会得到更多的缓存未命中。

但这一切都非常模糊，几乎毫无用处。我们不知道您的对象长什么样，也不知道您的代码用它做什么。如果您有特定的类型，请编写基准以查看编译器如何处理它。

回应您的修改

I'm interested if there is any kind of general recommendation when it comes to parameter passing knowing the architecture, type size, cache size, etc. Something like: "Prefer passing the type by value when it's smaller than N bytes.

首先，相信你的编译器。在许多情况下，它会积极优化拷贝，因此即使您确实按值传递大对象，也不太可能成为可衡量的问题。

其次，您看到的是微优化，无论哪种方式都不太可能产生显着差异。对于小对象，按值传递避免了指针间接寻址，因此它可能稍微快一些。在某些时候，这会被复制的成本所淹没(假设对象被复制，见上文)。对于非常大的对象(为了论证，假设 500 字节或以上，大到对象 通常 达不到)，你绝对应该通过引用传递.

但是对于 8、16、24、40 字节的对象呢？谁知道？谁在乎？它不太可能在实际代码中产生可衡量的差异。

这引出了两条经验法则:

1. 做看起来很自然的事情:如果传递拷贝使您的代码更简单或更清晰，那就去做吧。
2. 如果性能很重要，那么 (1) 确保您正在查看的内容实际上对您的性能有任何明显的影响。测量它。如果它影响性能，那么它可以被测量。如果无法衡量，那么根据定义，性能差异就不会引人注意。

所以，简而言之:

• 对于原始类型，按值传递。
• 对于非常大的类型，通过引用传递。
• 对于其他所有事情，不要担心，把时间花在有成效的事情上。