声明抽象类（纯虚方法）大幅增加二进制大小

Posted 2023-02-19

【中文标题】声明抽象类（纯虚方法）大幅增加二进制大小

【英文标题】：Declaring abstract class (pure virtual method) increase binary size substantially

【发布时间】：2016-10-23 03:34:19

【问题描述】：

故事如下： 我正在使用 AC6 Toolpack 在 Linux 中为 ARM Cortex-M0 处理器开发 C++ 软件。在我使用 Keil（在 Windows 中）（拥有自己的工具链）之前，我已经迁移到 GNU-toolchain ((GNU Tools for ARM Embedded Processors) 5.2.1) 。我意识到的第一件事是；二进制文件大小大幅增加。 我已经测试了每个编译器优化（除了链接时间优化，它在内联汇编中给出错误，不是问题的一部分，但可能与答案有关）。然后开始检查可执行文件（elf文件不是bin， gnu 使用任何可用的工具生成两者）：objdump、readelf、nm。我发现一些导致大小增加的符号，重要的是：'d_print_comp_inner'、'd_exprlist'、'd_template_args'。但不知道是什么导致这些函数以二进制形式出现。 （我使用了最少的库：nano newlib）。长话短说，我开始一一消除代码以找到罪魁祸首。终于是抽象方法声明了！

定义函数为

virtual Return_type function_name(...)=0;

而不是

 virtual Return_type function_name(...);

添加 45 KB 和我提到的符号。 这是源代码中唯一的变化。基类中存在空定义。请注意：方法仍然是虚拟的并且在子类中被覆盖

没有抽象类的大小输出：

   text    data     bss     dec     hex filename
  15316      24    4764   20104    4e88 temc_discovery.elf

抽象类的大小输出：

   text    data     bss     dec     hex filename
  61484     128    4796   66408   10368 temc_discovery.elf

这里是抽象方法时显示的符号及其大小，消除了两个版本中出现的符号及其大小。 （使用nm工具，不完整列表，大小>=0x60）

00002de4  t d_print_comp_inner
00001a34  t d_exprlist
00000ca4  t d_template_args
00000678  t d_type
00000574  t d_print_mod
000003f8  t d_encoding
000003e0  r cplus_demangle_operators
000003c8  t d_expression_1
000003a8  t d_name
00000354  t d_demangle_callback.constprop.15
000002e0  t d_print_mod_list
00000294  r cplus_demangle_builtin_types
00000268  t d_unqualified_name
00000244  T _printf_i
00000238  t d_print_function_type.isra.11
000001fc  T _svfprintf_r
000001fc  T _svfiprintf_r
000001f4  t d_print_array_type.isra.10
000001ce  t d_print_cast.isra.12
0000018c  t d_substitution
00000110  t d_operator_name
0000010c  T __sflush_r
000000e8  T __swsetup_r
000000e6  t d_cv_qualifiers
000000e0  t d_print_subexpr
000000e0  t d_expr_primary
000000dc  T _printf_common
000000cc  T __cxa_demangle
000000c8  t d_source_name
000000c4  r standard_subs
000000c4  T __ssputs_r
000000b0  T __swbuf_r
000000ac  T _malloc_r
000000a8  T _fputs_r
000000a4  T __smakebuf_r
000000a0  T __gnu_cxx::__verbose_terminate_handler()
00000096  t d_print_expr_op
0000008c  T _free_r
0000008c  t d_parmlist
0000008a  t d_growable_string_callback_adapter
0000007c  T __sfp
00000072  t d_append_buffer
00000068  T __sinit
00000060  d impure_data

一些我熟悉的名字（例如 printf、flush、malloc、fputs 等）甚至在源代码中都没有提到。

任何知道导致这种行为的原因的人吗？

更新： 我已经用标志--noexception 禁用了异常，所以我没有考虑它。事实证明，在这里提到这个很好地回答了这个问题。

更新 2： This is the most comprehensive website 解释一切，如果您跟踪答案中的链接。

【问题讨论】：

最好提供编译和链接命令，例如-g 选项将为调试符号等生成更大的二进制文件。您可以检查剥离二进制文件的大小。

我很伤心，我已经尝试了所有的编译器优化。结果相同（增加了 40 KB）。

解决方案。可能，已经在这里给出：***.com/questions/14689639/…

@deniss 我也是，禁用异常，所以之前没有考虑过。让我应用那个解决方案。

通常你需要-fno-exception 和-fno-rtti 来显着减少事情。请注意，new 分配器默认设计为抛出异常。显然-fno-rtti 在链接的问答中为至少一张海报解决了这个问题。

【参考方案1】：

据我了解，当您在基类 pure 中创建虚函数时，您就有可能进行纯虚调用。因此编译器生成代码，它打印有关纯虚拟调用事实的消息，函数和类的解构名称，并且可能是其他内容。它为此向您的二进制文件添加了一堆函数，因此大小增加了。

我建议将空实现添加到您的纯虚函数中 - 可能会阻止编译器执行这些操作。

【讨论】：

只有代码的变化是'=0'。所以为了不出现“函数未定义错误”，我已经有了空的函数定义。

见***.com/questions/99552/…

@ifyalciner，你可以同时拥有 =0 的函数和空实现，例如虚拟析构函数。

【参考方案2】：

这几乎可以肯定是因为意外包含异常处理，libc++ 已经内置在其中，无论您是否使用 --noexception 或任何适当的 gnu-ism 编译代码。

有问题的异常可能是“纯虚函数调用”或类似的东西（一个相当模糊的运行时错误，但如果您在基类构造函数中调用虚函数，则可能）。

答案是提供您自己的空实现，atexit()，以及您并不真正需要的任何随机标注。一旦你这样做了，链接器就不会拖入其他东西（它会拖入其他东西，它会拖入其他东西，等等）。

void __cxa_pure_virtual(void) 
 
    BKPT();

这是我在我们项目中所拥有的，尽管您的 libc++ 版本可能有所改变