gcc - 如何防止 GCC 在链接时优化期间插入 memset？

Question

在用 C 语言为 RV32IM 目标 (RISC-V) 开发裸机固件时，启用 LTO 时遇到链接错误:

/home/duranda/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/10.2.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: /tmp/firmware.elf.5cZNyC.ltrans0.ltrans.o: in function `.L0 ':
/home/duranda/whatever/firmware.c:493: undefined reference to `memset'

但是在我的固件中没有调用memset。 memset 在优化期间由 GCC 插入 as described here .该构建使用 GCC -Os 和 -flto -fuse-linker-plugin 标志针对大小进行了优化。此外，-fno-builtin-memset -nostdinc -fno-tree-loop-distribute-patterns -nostdlib -ffreestanding 标志用于防止在期间使用memset优化并且不包括标准库。

如何防止在 LTO 期间插入 memset？请注意，固件不应链接到 libc。我还尝试提供 memset 的自定义实现，但链接器不想将其用于优化期间插入的 memset(仍会抛出 undefined reference) .

Answer 1

几年前我遇到了类似的问题服务器并试图修复它，但事实证明我误解了 -fno-builtin[1]、-fno-builtin 的含义> 不保证 GCC 不会隐式调用 memcpy、memmove 或 memset。

我想最简单的解决方案是，不要用-flto 编译您的libc.c，或者换句话说，编译libc.c 使用 -fno-lto。

这是我对发生的事情的猜测，我不知道如何重现你所看到的，所以它可能不正确，

• 在 LTO 的第一阶段，LTO 将收集您在程序中使用的任何符号
• 然后要求链接器提供这些文件，并丢弃任何未使用的符号。
• 然后将这些文件读入GCC并再次优化，此时gcc使用一些内置函数进行优化或代码生成，但它之前没有引入。
• 符号引用是在 LTO 阶段创建的，在当前 GCC LTO 流程中拉入任何符号都为时已晚，在这种情况下，memset 在早期阶段被丢弃...

所以您可能有疑问，为什么使用 -fno-lto 编译 libc.c 会起作用？因为如果它不涉及到 LTO 流程，这意味着它不会在 LTO 流程中被丢弃。

一些示例程序显示 gcc 将调用 memset 即使您使用 -fno-builtin 编译，aarch64 gcc 和 riscv gcc 将生成对 memset 的函数调用。

// $ riscv64-unknown-elf-gcc x.c -o - -O3  -S -fno-builtin
struct bar {
    int a[100];
};

struct bar y;

void foo(){
  struct bar x = {{0}};
  y = x;
}

这里是对应的 gcc 源代码[2]。

[1] https://gcc.gnu.org/pipermail/gcc-patches/2014-August/397382.html

[2] https://github.com/riscv/riscv-gcc/blob/riscv-gcc-10.2.0/gcc/expr.c#L3143