为什么 gcc 会改变二进制中函数的顺序？答案

【问题标题】：Why would gcc change the order of functions in a binary?为什么 gcc 会改变二进制中函数的顺序？
【发布时间】：2021-05-17 12:06:10
【问题描述】：

【问题讨论】：

标签： c gcc ld

【解决方案1】：

GCC 可以更改函数的顺序，因为 C 标准（例如 n1570 或更新的）允许这样做。

GCC 没有义务将 C 函数编译为 ELF 格式意义上的单个函数。在 Linux 上查看 elf(5)

在实践中（启用优化：尝试使用gcc -Wall -fverbose-asm -O3 foo.c 编译foo.c，然后查看发出的foo.s 汇编程序文件），GCC 编译器正在构建像GIMPLE 这样的中间表示。大量优化正在将 GIMPLE 转变为更好的 GIMPLE。

一旦 GIMPLE 表示“足够好”，编译器会将其转换为 RTL

在 Linux 系统上，您可以使用 dladdr(3) 来查找离给定地址最近的 ELF 函数。您还可以使用backtrace(3) 在运行时检查您的call stack。

GCC 甚至可以完全删除函数，尤其是调用将被内联扩展的 static 函数（即使没有任何 inline 关键字）。

我倾向于相信，如果你编译和链接你的整个程序与 gcc -O3 -flto -fwhole-program 一些非静态但未使用的函数也可以删除......

您可以随时编写自己的GCC plugin 来更改函数的顺序。

如果你想猜测 GCC 是如何工作的：下载并研究它的源代码（因为它是免费软件）并在你的机器上编译它，invoke 它与 GCC developer options，在GCC mailing lists 上提问。 .

另请参阅bismon 静态源代码分析器（一些正在进行的工作可能会让您感兴趣）和DECODER 项目。您可以通过电子邮件与我联系。您还可以为RefPerSys 做出贡献并使用它来生成 GCC 插件（C++ 形式）。

【讨论】：

【解决方案2】：

从中可以得到什么？

优化。如果编译器认为某些代码会被大量使用，它可能会将该代码放在与预期不会经常执行的代码不同的区域（或者是错误路径，其中性能不那么重要）。并且可能在其他代码之后或临时附近执行的代码应该放在附近，因此在需要时更有可能在缓存中。

为什么toplevel-reorder默认值为true？

因为 99% 的开发人员都不会被这个默认设置所困扰，而且它可以让程序运行得更快。需要关心排序的 1% 的开发者使用属性、配置文件引导优化或其他可能与 no-toplevel-reorder 无论如何冲突的功能。

【讨论】：

只是为了确保我理解：二进制代码的重新排序与“打破”独立翻译的 C 函数的概念有关，并且与其他函数“正交”
@OrenIshShalom：我不明白你现在在问什么。
不，它没有打破任何概念，因为没有任何概念。不应依赖内存中函数的顺序。
抱歉，改写：如果来自foo 的一些“热”代码被移到它自己的部分，并且foo 出现在之前 bar 在源文件中，那么“hot-foo”部分可以在之后 bar
@OrenIshShalom：是的，因为默认情况下无法保证订购。