内联指针变量多重定义

Question

这是一个关于内联变量及其在多个翻译单元中的唯一性的问题.请考虑以下代码,它们跨两个翻译单元共享字符串文字:

文件hdr.h:

inline const char* const str = "hello world";

文件tu0.cpp:

#include <cstdio>
#include "hdr.h"

void foo()
{
  printf("tu0: &str=%p, str=%p\n", &str, str);
}

文件tu1.cpp:

#include <cstdio>
#include "hdr.h"

extern void foo();

int main()
{
  foo();
  printf("tu1: &str=%p str=%p\n", &str, str);
}

为了完整性,这是我如何编译这些(在Linux,64位,binutils 2.28):

$ CXX -c -std=c++1z tu0.cpp -o tu0.o
$ CXX -c -std=c++1z tu1.cpp -o tu1.o
$ CXX -std=c++1z tu*.o -o a.out

使用CXX = clang-4.0,str和&str是相同的:

tu0: &str=0x400608 str=0x4005f9
tu1: &str=0x400608 str=0x4005f9

但是使用g ++版本7.1和7.2,我得到了令人惊讶的结果:

tu0: &str=0x4005d8 str=0x4005b4
tu1: &str=0x4005d8 str=0x4005e0

好吧,我实际上有一个以上的问题(但它们都是相关的):

1. str和&str在所有翻译单元中应该具有相同的值吗？

2. N4687 [dcl.inline]/6表示内联变量在每个翻译单元中应该具有相同的定义.'definition'是指源标记"hello world"还是字符串文字"hello world"的指针值？

3. GCC如何设法为str获取相同的地址,但取决于访问变量的位置有不同的值？这导致了最后一个问题:

4. 内联变量是否需要比单个翻译单元中手动定义的extern声明的常规方法更多的运行时开销(在每次访问时)？