GCC:为什么常量变量没有放在.rodata中

Question

我一直认为GCC会将static const变量放到ELF或此类文件的.rodata段(或.text优化段).但似乎并非如此.

我目前gcc (GCC) 4.7.0 20120505 (prerelease)在使用GNU/Linux的笔记本电脑上使用.它确实将一个静态常量变量放在.bss段中:

/*
 * this is a.c, and in its generated asm file a.s, the following line gives:
 *   .comm a,4,4 
 * which would place variable a in .bss but not .rodata(or .text)
 */
static const int a;

int main()
{
    int *p = (int*)&a;
    *p = 0;  /* since a is in .data, write access to that region */
             /* won't trigger an exception */
    return 0;
}

那么,这是一个错误还是一个功能？我已经决定将此作为bug提交给bugzilla,但最好先请求帮助.

是否有任何理由说GCC不能放置const变量.rodata？

更新:

经测试,具有显式初始化(​​如const int a = 0;)的常量变量.rodata将由GCC 放置,而我将变量保持未初始化.因此,这个问题可能会在稍后结束 - 我可能没有提出正确的问题.

另外,在我之前的文字中,我写过变量a放在'.data'部分,这是不正确的.它实际上放入了.bss部分,因为没有初始化.现在上面的文字已得到纠正

Answer 1

编译器使它成为一个常见的,它可以与其他兼容的符号合并,并且如果最终没有明确初始化的定义,它可以进入bss(磁盘上没有空间).把它放在rodata中将是一种权衡; 你会在运行时节省内存(提交费用),但会在磁盘上占用更多空间(对于一个庞大的数组可能会占用很多空间).

如果您更愿意使用rodata,请使用-fno-commonGCC选项.

Answer 2

为什么GCC这样做？如果不询问开发人员自己，就无法真正回答这个问题。如果我允许猜测，我打赌它与优化做的-编译器不具有强制执行常量。

也就是说，我认为最好看看语言本身，尤其是未定义的行为。有一些提到未定义的行为，但没有一个深入。

修改常量是未定义的行为。Const 是一个契约，在 C（和 C++）中尤其如此。

“但是如果我const_cast去掉 const 并修改 y 呢？” 然后你有未定义的行为。

什么不确定的行为 方式是编译器被允许做的相当逐字任何它想做，不管编译器决定做将不被视为违反了ISO 9899的标准。

3.4.3

1 未定义的行为

在使用不可移植或错误的程序结构或错误数据时的行为，本国际标准对此没有强加要求

2 注意 可能的未定义行为范围从完全忽略情况并产生不可预测的结果，在翻译或程序执行期间以环境特征的文件化方式（有或没有发布诊断消息），到终止翻译或执行（有诊断消息的发布）。

ISO/IEC 9899:1999, §3.4.3

这意味着，因为您调用了未定义的行为，所以编译器所做的任何事情在技术上都是正确的，不会是不正确的。因此，GCC 采取...

static const int a = 0;

...并把它变成一个.rodata符号，同时采取...

static const int a; // guaranteed to be zero

...并把它变成一个.bss符号。

在前一种情况下，任何修改尝试a——即使是通过代理——通常都会导致分段违规，从而导致内核强制终止正在运行的程序。在后一种情况下，程序可能会运行而不会崩溃。

也就是说，猜测编译器会做哪一个是不合理的。Const 是一个契约，你，程序员，通过不修改应该是常量的数据来维护这个契约。违反该契约意味着未定义的行为，以及随之而来的所有可移植性问题和程序错误。

所以 GCC 可以做一些事情。

它可能会将符号写入 .rodata，在操作系统内核下为其提供保护

它可能会将对象写入不能保证内存保护的地方，在这种情况下......

它可能会改变价值

它可能会更改该值并立即将其改回

它可能会完全删除有问题的代码，理由是值没有改变（0 -> 0），本质上是优化......

int main(){
    int *p = &a;
    *p = 0;
    return 0;
}

...到...

int main(void){
    return 0;
}

它甚至可能会在您出生之前及时发送一个模型 T-800 以终止您的父母。

所有这些行为都是合法的（好吧，在遵守标准的意义上是合法的），因此错误报告没有保证。

Answer 3

写入已声明为const合格的对象是未定义的行为：任何事情都可能发生，即使是这样。

C 中没有办法声明对象本身是不可变的，只能通过对它的特定访问来禁止它是可变的。这里有一个int*，因此修改是“允许”的，因为编译器不会被迫发出诊断。在 C 中进行强制转换意味着您应该知道自己在做什么。