clang-4.0 初始化全局变量时产生冗余方法

Question

我最近通过观察 clang 如何处理复杂情况来学习 LLVM。我写了（顶层，不在函数中）：

int qaq = 666;
int tat = 233;

auto hh = qaq + tat;

然后我使用命令：

clang-4.0 003.cpp -emit-llvm -S -std=c++11

clang 生成的代码如下：

@qaq = global i32 666, align 4
@tat = global i32 233, align 4
@hh = global i32 0, align 4
@llvm.global_ctors = appending global [1 x { i32, void ()*, i8* }] [{ i32, void ()*, i8* } { i32 65535, void ()* @_GLOBAL__sub_I_003.cpp, i8* null }]

; Function Attrs: noinline uwtable
define internal void @__cxx_global_var_init() #0 section ".text.startup" {
  %1 = load i32, i32* @qaq, align 4
  %2 = load i32, i32* @tat, align 4
  %3 = add nsw i32 %1, %2
  store i32 %3, i32* @hh, align 4
  ret void
}

; Function Attrs: noinline uwtable
define internal void @_GLOBAL__sub_I_003.cpp() #0 section ".text.startup" {
  call void @__cxx_global_var_init()
  ret void
}

我对 _GLOBAL__sub_I_003.cpp 感到困惑：为什么 clang 生成的函数实际上只调用另一个函数（而不做任何其他事情）？甚至两个都没有参数？

Answer 1

免责声明：这是我对逻辑的解释，我不是 LLVM 团队的一员。

为了理解这背后的原因，您必须了解软件工程中的一个基本概念：复杂性会产生错误，并使测试更加困难。

但首先，让我们让您的示例更有趣一点：

int qaq = 666;
int tat = 233;

auto hh = qaq + tat;
auto ii = qaq - tat;

这导致：

; Function Attrs: noinline uwtable
define internal void @__cxx_global_var_init() #0 section ".text.startup" !dbg !16 {
  %1 = load i32, i32* @qaq, align 4, !dbg !19
  %2 = load i32, i32* @tat, align 4, !dbg !20
  %3 = add nsw i32 %1, %2, !dbg !21
  store i32 %3, i32* @hh, align 4, !dbg !21
  ret void, !dbg !20
}

; Function Attrs: noinline uwtable
define internal void @__cxx_global_var_init.1() #0 section ".text.startup" !dbg !22 {
  %1 = load i32, i32* @qaq, align 4, !dbg !23
  %2 = load i32, i32* @tat, align 4, !dbg !24
  %3 = sub nsw i32 %1, %2, !dbg !25
  store i32 %3, i32* @ii, align 4, !dbg !25
  ret void, !dbg !24
}

; Function Attrs: noinline uwtable
define internal void @_GLOBAL__sub_I_example.cpp() #0 section ".text.startup" !dbg !26 {
  call void @__cxx_global_var_init(), !dbg !28
  call void @__cxx_global_var_init.1(), !dbg !29
  ret void
}

所以我们看到 CLANG 为每个非平凡的初始化发出一个函数，并在 _GLOBAL__sub_I_example.cpp() 中一个接一个地调用它们。这是有道理的，也是明智的，因为事情是以这种方式整齐地组织的，否则可能会在 larger/more 复杂的文件中变成乱码。

请注意，这与您的示例中应用的逻辑完全相同。

否则将暗示该类型的算法："if there is a single non-trivial global initialization, then put the code directly in the translation unit's global constructor"。

注意以下几点：

当前逻辑已经正确处理了这种情况。
在优化代码中，最终结果将完全相同。

那么这个逻辑对我们有什么帮助呢？

更多分支需要测试。
更多机会意外插入错误。
更多代码需要维护在 long 运行.
在非优化构建中某些翻译单元的全局初始化中删除了单个函数调用。

保持现状是正确的决定。

clang-4.0 初始化全局变量时产生冗余方法

clang-4.0 generates redundant methods when initializing global variables

c++

llvm

clang