c++ - 构造函数符号的双重发射

Question

今天，我发现了一个关于 g++ 或 nm 的相当有趣的事情……构造函数定义似乎在库中有两个条目。

我有一个标题 thing.hpp:

class Thing
{
    Thing();

    Thing(int x);

    void foo();
};

还有thing.cpp:

#include "thing.hpp"

Thing::Thing()
{ }

Thing::Thing(int x)
{ }

void Thing::foo()
{ }

我编译这个:

g++ thing.cpp -c -o libthing.a

然后，我在上面运行 nm:

%> nm -gC libthing.a
0000000000000030 T Thing::foo()
0000000000000022 T Thing::Thing(int)
000000000000000a T Thing::Thing()
0000000000000014 T Thing::Thing(int)
0000000000000000 T Thing::Thing()
                 U __gxx_personality_v0

如您所见，Thing 的两个构造函数都在生成的静态库中列出了两个条目。我的 g++ 是 4.4.3，但同样的行为发生在 clang 中，所以它不仅仅是一个 gcc 问题。

这不会导致任何明显的问题，但我想知道:

• 为什么定义的构造函数会被列出两次？
• 为什么这不会导致“符号__的多重定义”问题？

---

EDIT:对于 Carl，不带 C 参数的输出:

%> nm -g libthing.a
0000000000000030 T _ZN5Thing3fooEv
0000000000000022 T _ZN5ThingC1Ei
000000000000000a T _ZN5ThingC1Ev
0000000000000014 T _ZN5ThingC2Ei
0000000000000000 T _ZN5ThingC2Ev
                 U __gxx_personality_v0

如你所见……同一个函数生成多个符号，这还是蛮好奇的。

在我们讨论的时候，这里是生成的程序集的一部分:

.globl _ZN5ThingC2Ev
        .type   _ZN5ThingC2Ev, @function
_ZN5ThingC2Ev:
.LFB1:
        .cfi_startproc
        .cfi_personality 0x3,__gxx_personality_v0
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_offset 6, -16
        .cfi_def_cfa_register 6
        movq    %rdi, -8(%rbp)
        leave
        ret
        .cfi_endproc
.LFE1:
        .size   _ZN5ThingC2Ev, .-_ZN5ThingC2Ev
        .align 2
.globl _ZN5ThingC1Ev
        .type   _ZN5ThingC1Ev, @function
_ZN5ThingC1Ev:
.LFB2:
        .cfi_startproc
        .cfi_personality 0x3,__gxx_personality_v0
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_offset 6, -16
        .cfi_def_cfa_register 6
        movq    %rdi, -8(%rbp)
        leave
        ret
        .cfi_endproc

所以生成的代码是……嗯……一样的。

---

编辑:为了查看实际调用的构造函数，我将 Thing::foo() 更改为:

void Thing::foo()
{
    Thing t;
}

生成的程序集是:

.globl _ZN5Thing3fooEv
        .type   _ZN5Thing3fooEv, @function
_ZN5Thing3fooEv:
.LFB550:
        .cfi_startproc
        .cfi_personality 0x3,__gxx_personality_v0
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_offset 6, -16
        .cfi_def_cfa_register 6
        subq    $48, %rsp
        movq    %rdi, -40(%rbp)
        leaq    -32(%rbp), %rax
        movq    %rax, %rdi
        call    _ZN5ThingC1Ev
        leaq    -32(%rbp), %rax
        movq    %rax, %rdi
        call    _ZN5ThingD1Ev
        leave
        ret
        .cfi_endproc

所以它正在调用完整的对象构造函数。

Answer 1

我们首先声明 GCC follows the Itanium C++ ABI .

---

根据 ABI，您的 Thing::foo() 的错误名称很容易解析:

_Z     | N      | 5Thing  | 3foo | E          | v
prefix | nested | `Thing` | `foo`| end nested | parameters: `void`

您可以类似地读取构造函数名称，如下所示。注意没有给出构造函数“name”，而是一个 C 子句:

_Z     | N      | 5Thing  | C1          | E          | i
prefix | nested | `Thing` | Constructor | end nested | parameters: `int`

---

但是这个 C1 是什么？您的拷贝有 C2。这是什么意思？

好吧，this is quite simple too :

  <ctor-dtor-name> ::= C1   # complete object constructor
                   ::= C2   # base object constructor
                   ::= C3   # complete object allocating constructor
                   ::= D0   # deleting destructor
                   ::= D1   # complete object destructor
                   ::= D2   # base object destructor

---

等等，为什么这简单？这个类没有基础。为什么它有一个“完整的对象构造函数”和每个都有一个“基础对象构造函数”？

• This Q&A对我来说这意味着这只是多态性支持的一个副产品，尽管在这种情况下实际上并不需要它。

• 请注意，c++filt 曾在其解码输出中包含此信息，but doesn't any more .

• This forum post问了同样的问题，唯一的回答并没有更好地回答它，除了暗示GCC 可以在不涉及多态性时避免发出两个构造函数，并且这种行为应该是以后会改进的。

• This newsgroup posting描述了由于这种双重发射而在构造函数中设置断点的问题。再次声明，问题的根源在于对多态性的支持。

事实上，this is listed as a GCC "known issue" :

G++ emits two copies of constructors and destructors.

In general there are three types of constructors (and destructors).

• The complete object constructor/destructor.
• The base object constructor/destructor.
• The allocating constructor/deallocating destructor.

The first two are different, when virtual base classes are involved.

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这些不同构造函数的含义seems to be as follows :

• “完整的对象构造器”。它还构造了虚拟基类。

• “基础对象构造函数”。它创建对象本身，以及数据成员和非虚拟基类。

• “分配对象构造函数”。它完成了完整的对象构造函数所做的所有事情，而且它调用 operator new 来实际分配内存...但显然这通常不常见。

If you have no virtual base classes, [the first two] are are identical; GCC will, on sufficient optimization levels, actually alias the symbols to the same code for both.