如何看待降低的c ++

Question

我正在努力提高我对C++实际工作方式的理解.有没有办法看到编译器如何将我的代码降低为更简单的代码？例如,我想看看如何调用所有复制构造函数,如何解析重载函数调用,完成所有模板扩展和实例化等等.现在我正在学习C++编译器如何通过实验解释我的代码但是,只要看到我的代码降低形式就好了,即使它非常难看.我正在寻找类似于g ++ -E的东西,它显示了预处理器的结果,但是对于C++.

编辑:我应该补充一点,我不是在寻找一个反汇编程序.C++源代码和汇编代码之间存在巨大差距.在这个鸿沟内部是复杂的事情,比如模板元编程和对运算符方法的各种隐式调用(赋值!强制转换!构造函数!...)以及具有非常复杂的分辨率规则的重载函数等等.我正在寻找工具,以帮助我理解C++编译器如何解释我的代码.现在,我唯一能做的就是尝试一些实验,然后逐步了解编译器正在做什么.我想看看有关正在发生的事情的更多细节.例如,在调试模板元编程问题时,这将有很大帮助.

Answer 1

目前,我认为你最好的选择是Clang(你可以在Try Out LLVM页面上尝试一些简单的代码).

在使用Clang/LLVM编译C,C++或Obj-C时,您可能会要求编译器发出中间表示(LLVM IR),而不是完全采用汇编/二进制形式.

LLVM IR是编译器内部使用的完整指定语言:

• CLang将C++代码降低到LLVM IR
• LLVM优化了IR
• LLVM后端(例如x86)从IR生成程序集

IR是机器特定代码之前的最后一步,因此您不必学习特定的汇编指令,而且您仍然可以非常低级地表示真正发生的事情.

您可以在优化之前和之后获得IR,后者更能代表实际代码,但远离您最初编写的内容.

C程序示例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

static int factorial(int X) {
  if (X == 0) return 1;
  return X*factorial(X-1);
}

int main(int argc, char **argv) {
  printf("%d\n", factorial(atoi(argv[1])));
}

相应的IR:

; ModuleID = '/tmp/webcompile/_10956_0.bc'
target datalayout = "e-p:64:64:64-i1:8:8-i8:8:8-i16:16:16-i32:32:32-i64:64:64-f32:32:32-f64:64:64-v64:64:64-v128:128:128-a0:0:64-s0:64:64-f80:128:128-n8:16:32:64"
target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"

@.str = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"%d\0A\00"

define i32 @main(i32 %argc, i8** nocapture %argv) nounwind {
; <label>:0
  %1 = getelementptr inbounds i8** %argv, i64 1
  %2 = load i8** %1, align 8, !tbaa !0
  %3 = tail call i64 @strtol(i8* nocapture %2, i8** null, i32 10) nounwind
  %4 = trunc i64 %3 to i32
  %5 = icmp eq i32 %4, 0
  br i1 %5, label %factorial.exit, label %tailrecurse.i

tailrecurse.i:                                    ; preds = %tailrecurse.i, %0
  %indvar.i = phi i32 [ %indvar.next.i, %tailrecurse.i ], [ 0, %0 ]
  %accumulator.tr1.i = phi i32 [ %6, %tailrecurse.i ], [ 1, %0 ]
  %X.tr2.i = sub i32 %4, %indvar.i
  %6 = mul nsw i32 %X.tr2.i, %accumulator.tr1.i
  %indvar.next.i = add i32 %indvar.i, 1
  %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next.i, %4
  br i1 %exitcond, label %factorial.exit, label %tailrecurse.i

factorial.exit:                                   ; preds = %tailrecurse.i, %0
  %accumulator.tr.lcssa.i = phi i32 [ 1, %0 ], [ %6, %tailrecurse.i ]
  %7 = tail call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %accumulator.tr.lcssa.i) nounwind
  ret i32 0
}

declare i32 @printf(i8* nocapture, ...) nounwind

declare i64 @strtol(i8*, i8** nocapture, i32) nounwind

!0 = metadata !{metadata !"any pointer", metadata !1}
!1 = metadata !{metadata !"omnipotent char", metadata !2}
!2 = metadata !{metadata !"Simple C/C++ TBAA", null}

我个人发现它相对可读(一旦你超越了语言的原始发现,它试图保留变量名,有些,函数名仍然存在).

Answer 2

第一个 C++ 编译器是cfront，顾名思义，它是C;的前端。理论上，cfront的输出就是您希望看到的。但已经cfront很多年没有上市了；它是一个商业产品，来源不明。

现代 C++ 编译器不使用 C 中介；如果有中介的话，它也是一个内部编译器表示，而不是你喜欢看的东西！g++选项-S将输出*.s文件：汇编代码，其中包含理论上您可以遵循的足够符号。