g++二进制输出分析

Question

给定以下程序：

unsigned char g1[] = { 0x1a, 0x2a, 0x3a, 0x4a };
static unsigned char g2[] = { 0x1b, 0x2b, 0x3b, 0x4b };

int main()
{
  unsigned char l1[] = { 0x1c, 0x2c, 0x3c, 0x4c };
  static unsigned char l2[] = { 0x1d, 0x2d, 0x3d, 0x4d };
}

之后，简单地用“g++ test.cpp -o test”编译它并在二进制文件上运行hexdump -C，我意识到g1、g2和l2的序列可以在二进制文件中清楚地找到。只有 l1 (1c 2c 3c 4c) 的序列显然不存在于二进制文件的任何位置。

有人知道这是为什么吗？

Answer 1

因为它是在该函数调用的堆栈上分配的。通常在这种情况下，会发生以下两种情况之一：

1. 编译器将将该序列存储在数据部分中，然后实质上将其memcpy 到堆栈缓冲区中。

2. 编译器实质上对“移动”指令进行硬编码，以从指令集的最大立即值（通常是 4 字节整数）重新组装序列。

如果它没有被优化，就像提到的“放松”，那么#2 可能正在发生。查看反汇编程序（或预组装的 asm 代码）会更好地显示您。使用 -S 并查看 .s 文件。

Answer 2

我的猜测是因为它是非static 和自动的（非全局），所以知道没有人能够从外部引用它是微不足道的。由于没有被使用，所以可以丢弃。

Answer 3

l1[] 和 l2[] 在编译器优化期间被删除，因为它们都是 local and unused variables（不可能在其他任何地方使用这两个变量）。

您可以使用-S 选项编译您的代码以生成汇编代码：并且在main 中没有l1[] 和l2[] 的定义，甚至在其他任何地方都没有：

_{输入文件为x.c，用命令gcc -S x.c编译生成汇编文件x.s}

main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    subl    $16, %esp
    movb    $28, -4(%ebp)
    movb    $44, -3(%ebp)
    movb    $60, -2(%ebp)
    movb    $76, -1(%ebp)
    leave
    ret
    .size   main, .-main
    .data
    .type   l2.1250, @object
    .size   l2.1250, 4

但是您可以找到g1[] and g2[] 的定义。

    .file   "x.c"
.globl g1
    .data
    .type   g1, @object
    .size   g1, 4
g1:
    .byte   26
    .byte   42
    .byte   58
    .byte   74
    .type   g2, @object
    .size   g2, 4
g2:
    .byte   27
    .byte   43
    .byte   59
    .byte   75
    .text
.globl main
    .type   main, @function  

另外，如果你用标志-O3编译你的代码，如果你编译你会很有趣优化标志级别3那么只有g1[]的定义是展示。和全局静态变量（文件私有）也被删除。

_{输入文件为x.c，用命令gcc -S -O3 x.c编译生成汇编文件x.s}

下面：

    .file   "x.c"
    .text
    .p2align 4,,15
.globl main
    .type   main, @function
main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    popl    %ebp
    ret
    .size   main, .-main
.globl g1
    .data
    .type   g1, @object
    .size   g1, 4
g1:
    .byte   26
    .byte   42
    .byte   58
    .byte   74
    .ident  "GCC: (Ubuntu/Linaro 4.4.4-14ubuntu5) 4.4.5"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits  

g1[] 是仅存在的全局数据，g2[] 在-O3 中被删除。

g2[] 使用已定义的static unsigned char g2[]，因此只能在此文件中访问，不要再次使用未使用的。但是g1[] 是全局的，如果其他文件包含它，它可能对其他程序有用。并且编译器不允许优化掉全局对象。

参考：How do I prevent my 'unused' global variables being compiled out?

所以，这一切都归功于编译器优化！