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c++ - 为什么基类析构函数调用免费

转载作者：塔克拉玛干更新时间：2023-11-03 07:21:23

我正在为内存非常有限的 NIOS II 内核编译 C++ 程序。由于它是一个嵌入式系统，我们也不使用堆。由于我们将继承添加到我们的代码中，我们看到 malloc 和 free(以及相关函数)被构建到我们的二进制文件中，从而增加了它的大小千字节。

我们有一个纯虚基类 StatisticsApi 和一个派生类 Statistics。统计数据，它们都定义了虚拟析构函数。

我们正在使用带有 fno-rtti 和 -fno_expections 的 Alteras GCC 进行编译，并且还定义了我们自己的 __cxa_pure_virtual()。

仔细观察我们发现 delete 是从析构函数中调用的(因此是免费的)。这是为什么？它试图释放什么内存？

这里是析构函数的汇编器:

0000c6b8 <_ZN7Namespace12StatisticsD0Ev>:
    c6b8:   defffd04    addi    sp,sp,-12
    c6bc:   dfc00215    stw ra,8(sp)
    c6c0:   df000115    stw fp,4(sp)
    c6c4:   df000104    addi    fp,sp,4
    c6c8:   e13fff15    stw r4,-4(fp)
    c6cc:   00c000b4    movhi   r3,2
    c6d0:   18c74b04    addi    r3,r3,7468
    c6d4:   e0bfff17    ldw r2,-4(fp)
    c6d8:   10c00015    stw r3,0(r2)
    c6dc:   e13fff17    ldw r4,-4(fp)
    c6e0:   000c7f00    call    c7f0 <_ZN7Namespace15StatisticsApiD2Ev>
    c6e4:   00800044    movi    r2,1
    c6e8:   10803fcc    andi    r2,r2,255
    c6ec:   1005003a    cmpeq   r2,r2,zero
    c6f0:   1000021e    bne r2,zero,c6fc <_ZN7LinCtrl12TxStatisticsD0Ev+0x44>
    c6f4:   e13fff17    ldw r4,-4(fp)
    c6f8:   000c8e00    call    c8e0 <_ZdlPv>
    c6fc:   e037883a    mov sp,fp
    c700:   dfc00117    ldw ra,4(sp)
    c704:   df000017    ldw fp,0(sp)
    c708:   dec00204    addi    sp,sp,8
    c70c:   f800283a    ret


0000c710 <_ZN7Namespace12StatisticsD1Ev>:
    c710:   defffd04    addi    sp,sp,-12
    c714:   dfc00215    stw ra,8(sp)
    c718:   df000115    stw fp,4(sp)
    c71c:   df000104    addi    fp,sp,4
    c720:   e13fff15    stw r4,-4(fp)
    c724:   00c000b4    movhi   r3,2
    c728:   18c74b04    addi    r3,r3,7468
    c72c:   e0bfff17    ldw r2,-4(fp)
    c730:   10c00015    stw r3,0(r2)
    c734:   e13fff17    ldw r4,-4(fp)
    c738:   000c7f00    call    c7f0 <_ZN7Namespace15StatisticsApiD2Ev>
    c73c:   0005883a    mov r2,zero
    c740:   10803fcc    andi    r2,r2,255
    c744:   1005003a    cmpeq   r2,r2,zero
    c748:   1000021e    bne r2,zero,c754 <_ZN7Namespace12StatisticsD1Ev+0x44>
    c74c:   e13fff17    ldw r4,-4(fp)
    c750:   000c8e00    call    c8e0 <_ZdlPv>
    c754:   e037883a    mov sp,fp
    c758:   dfc00117    ldw ra,4(sp)
    c75c:   df000017    ldw fp,0(sp)
    c760:   dec00204    addi    sp,sp,8
    c764:   f800283a    ret


0000c768 <_ZN7Namespace12StatisticsD2Ev>:
    c768:   defffd04    addi    sp,sp,-12
    c76c:   dfc00215    stw ra,8(sp)
    c770:   df000115    stw fp,4(sp)
    c774:   df000104    addi    fp,sp,4
    c778:   e13fff15    stw r4,-4(fp)
    c77c:   00c000b4    movhi   r3,2
    c780:   18c74b04    addi    r3,r3,7468
    c784:   e0bfff17    ldw r2,-4(fp)
    c788:   10c00015    stw r3,0(r2)
    c78c:   e13fff17    ldw r4,-4(fp)
    c790:   000c7f00    call    c7f0 <_ZN7Namespace15StatisticsApiD2Ev>
    c794:   0005883a    mov r2,zero
    c798:   10803fcc    andi    r2,r2,255
    c79c:   1005003a    cmpeq   r2,r2,zero
    c7a0:   1000021e    bne r2,zero,c7ac <_ZN7Namespace12StatisticsD2Ev+0x44>
    c7a4:   e13fff17    ldw r4,-4(fp)
    c7a8:   000c8e00    call    c8e0 <_ZdlPv>
    c7ac:   e037883a    mov sp,fp
    c7b0:   dfc00117    ldw ra,4(sp)
    c7b4:   df000017    ldw fp,0(sp)
    c7b8:   dec00204    addi    sp,sp,8
    c7bc:   f800283a    ret

下面是基类的析构函数:

0000c7f0 <_ZN7Namespace15StatisticsApiD2Ev>:
    c7f0:   defffd04    addi    sp,sp,-12
    c7f4:   dfc00215    stw ra,8(sp)
    c7f8:   df000115    stw fp,4(sp)
    c7fc:   df000104    addi    fp,sp,4
    c800:   e13fff15    stw r4,-4(fp)
    c804:   00c000b4    movhi   r3,2 
    c808:   18c76204    addi    r3,r3,7560 
    c80c:   e0bfff17    ldw r2,-4(fp)
    c810:   10c00015    stw r3,0(r2)
    c814:   0005883a    mov r2,zero
    c818:   10803fcc    andi    r2,r2,255
    c81c:   1005003a    cmpeq   r2,r2,zero
    c820:   1000021e    bne r2,zero,c82c <_ZN7Namespace15StatisticsApiD2Ev+0x3c>
    c824:   e13fff17    ldw r4,-4(fp)
    c828:   000c8e00    call    c8e0 <_ZdlPv>
    c82c:   e037883a    mov sp,fp
    c830:   dfc00117    ldw ra,4(sp)
    c834:   df000017    ldw fp,0(sp)
    c838:   dec00204    addi    sp,sp,8
    c83c:   f800283a    ret


0000c840 <_ZN7LinCtrl15TxStatisticsApiD0Ev>:
    c840:   defffd04    addi    sp,sp,-12
    c844:   dfc00215    stw ra,8(sp)
    c848:   df000115    stw fp,4(sp)
    c84c:   df000104    addi    fp,sp,4
    c850:   e13fff15    stw r4,-4(fp)
    c854:   00c000b4    movhi   r3,2
    c858:   18c76204    addi    r3,r3,7560
    c85c:   e0bfff17    ldw r2,-4(fp)
    c860:   10c00015    stw r3,0(r2)
    c864:   00800044    movi    r2,1
    c868:   10803fcc    andi    r2,r2,255
    c86c:   1005003a    cmpeq   r2,r2,zero
    c870:   1000021e    bne r2,zero,c87c <_ZN7Namespace15StatisticsApiD0Ev+0x3c>
    c874:   e13fff17    ldw r4,-4(fp)
    c878:   000c8e00    call    c8e0 <_ZdlPv>
    c87c:   e037883a    mov sp,fp
    c880:   dfc00117    ldw ra,4(sp)
    c884:   df000017    ldw fp,0(sp)
    c888:   dec00204    addi    sp,sp,8
    c88c:   f800283a    ret


0000c890 <_ZN7Namespace15StatisticsApiD1Ev>:
    c890:   defffd04    addi    sp,sp,-12
    c894:   dfc00215    stw ra,8(sp)
    c898:   df000115    stw fp,4(sp)
    c89c:   df000104    addi    fp,sp,4
    c8a0:   e13fff15    stw r4,-4(fp)
    c8a4:   00c000b4    movhi   r3,2
    c8a8:   18c76204    addi    r3,r3,7560
    c8ac:   e0bfff17    ldw r2,-4(fp)
    c8b0:   10c00015    stw r3,0(r2)
    c8b4:   0005883a    mov r2,zero
    c8b8:   10803fcc    andi    r2,r2,255
    c8bc:   1005003a    cmpeq   r2,r2,zero
    c8c0:   1000021e    bne r2,zero,c8cc <_ZN7Namespace15StatisticsApiD1Ev+0x3c>
    c8c4:   e13fff17    ldw r4,-4(fp)
    c8c8:   000c8e00    call    c8e0 <_ZdlPv>
    c8cc:   e037883a    mov sp,fp
    c8d0:   dfc00117    ldw ra,4(sp)
    c8d4:   df000017    ldw fp,0(sp)
    c8d8:   dec00204    addi    sp,sp,8
    c8dc:   f800283a    ret

最后删除:

0000c8e0 <_ZdlPv>:
    c8e0:   20000126    beq r4,zero,c8e8 <_ZdlPv+0x8>
    c8e4:   000ebf01    jmpi    ebf0 <free>
    c8e8:   f800283a    ret

这里是 NIOS II 指令集的链接以供引用:http://www.altera.com/literature/hb/nios2/n2cpu_nii51017.pdf

我们找到的两个解决方案/解决方法是:

将 new/delete 重新定义为空函数(没有堆，所以它们不应该无论如何都会被调用!)从而避免调用 free。
在 C++ 中保留未定义的析构函数，这使得它们无法获取在汇编程序中实例化。虽然编译器会提示没有虚拟析构函数。

解决方法与否，为什么析构函数调用免费？它试图释放什么内存!？!我们还有其他既不用于基类也不用于派生类的析构函数，它们不调用 free。这是这样一个析构函数的样子:

00005194 <_ZN7Namespace16OtherClassD2Ev>:
    5194:   defffe04    addi    sp,sp,-8
    5198:   df000115    stw fp,4(sp)
    519c:   df000104    addi    fp,sp,4
    51a0:   e13fff15    stw r4,-4(fp)
    51a4:   e037883a    mov sp,fp
    51a8:   df000017    ldw fp,0(sp)
    51ac:   dec00104    addi    sp,sp,4
    51b0:   f800283a    ret

000051b4 <_ZN7Namespace16OtherClassD1Ev>:
    51b4:   defffe04    addi    sp,sp,-8
    51b8:   df000115    stw fp,4(sp)
    51bc:   df000104    addi    fp,sp,4
    51c0:   e13fff15    stw r4,-4(fp)
    51c4:   e037883a    mov sp,fp
    51c8:   df000017    ldw fp,0(sp)
    51cc:   dec00104    addi    sp,sp,4
    51d0:   f800283a    ret

而且，一般来说，为什么每个析构函数(D0、D1 和 D2)都有多个函数？

最佳答案

当您使用虚拟析构函数对对象调用 delete 时，它会在虚拟表中查找要调用的函数。该函数调用析构函数并释放内存，因为只有在派生级别它才知道传递给自由函数的正确指针。

问题在于编译器不知道您从未调用 delete。它仍然必须创建代码，即使它可能永远不会被使用，就像任何其他虚函数一样。

尽管作为一般规则，析构函数在具有其他虚函数的类中应该是虚的，但这可能是一个有效的异常(exception)。使析构函数在基类中受到保护将有助于避免错误。

关于c++ - 为什么基类析构函数调用免费，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/25745983/

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