gcc需要很多内存来编译堆栈上具有非常大的对象的c ++文件

Question

我有一个使用std::bitset<size>的c ++文件。当在windows子系统linux上使用gcc进行编译时，如果size = 1000000000（1Gbit）导致大约1.6GB的编译时内存使用，size = 10000000000（10Gbit）会导致约6GB内存和~15GB虚拟内存（我的PC总共有8GB内存）。内存逐渐分配，编译完成后立即完成。如果Segmentation fault (core dumped)很大，那么一旦发射，该程序就会进入size。转折点在10M到100M之间。

在MSVC上，如果size很小，程序编译并运行良好。对于更大的size，抛出异常：“堆栈溢出”。如果size非常大，它会在文件bitset中给出错误“数组的总大小不得超过0x7fffffff字节”

该问题与优化级别无关。无论-O0，-O1，-O2还是O3，都是一样的。

这是gcc -v的输出：

Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/lto-wrapper
OFFLOAD_TARGET_NAMES=nvptx-none
OFFLOAD_TARGET_DEFAULT=1
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1~18.04' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-7/README.Bugs --enable-languages=c,ada,c++,go,brig,d,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --with-gcc-major-version-only --program-suffix=-7 --program-prefix=x86_64-linux-gnu- --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --libdir=/usr/lib --enable-nls --with-sysroot=/ --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --with-default-libstdcxx-abi=new --enable-gnu-unique-object --disable-vtable-verify --enable-libmpx --enable-plugin --enable-default-pie --with-system-zlib --with-target-system-zlib --enable-objc-gc=auto --enable-multiarch --disable-werror --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --enable-multilib --with-tune=generic --enable-offload-targets=nvptx-none --without-cuda-driver --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 7.3.0 (Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1~18.04)

这是我的测试代码，非常简单

#include <bitset>

int main(){
    const size_t size = ...;
    std::bitset<size> bs;
    return 0;
}

如果使用gcc-8代替gcc-7则没有这样的问题，编译快速完成，如果size很大，程序就会遇到分段错误。如果我使用vector<bool>或使用new创建bitset，它运行良好。

所以没有问题可以解决，但我的问题是：

为什么gcc-7需要这么多内存（和时间）来编译文件？