让 GCC 编译而不插入对 memcpy 的调用

Question

我目前正在使用 GCC 4.5.3，为 PowerPC 440 编译，并且正在编译一些不需要 libc 的代码。我没有对 memcpy() 进行任何直接调用，但编译器似乎在构建过程中插入了一个。

有诸如 -nostdlib、-nostartfiles、-nodefaultlibs 之类的链接器选项，但我无法使用它们，因为我没有进行链接阶段。我只是编译。有了这样的内容：

$ powerpc-440-eabi-gcc -O2 -g -c -o output.o input.c

如果我用 nm 检查 output.o，我会看到对 memcpy 的引用：

$ powerpc-440-eabi-nm output.o | grep memcpy
     U memcpy
$ 

GCC 手册页清楚地说明了如何使用链接器删除对 memcpy 的调用和其他 libc 调用，但我不希望编译器首先将它们插入，因为我使用的是完全不同的链接器（不是 GNU 的 ld，而且它不知道 libc）。

感谢您提供的任何帮助。

Answer 1

不需要 -fno-builtins 或 -ffreestand 因为它们会不必要地禁用许多重要的优化

这实际上是由 gcc 的 tree-loop-distribute-patterns“优化”的，因此，要在保留有用的内置功能的同时禁用不需要的行为，您只需使用：

-fno-tree-loop-distribute-patterns

Musl-libc使用此标志进行构建，并在其配置脚本中包含以下注释（我查看了源代码，没有找到任何宏，所以这应该就足够了）

# 检查可能需要阻止编译器的选项
# 生成 memcpy,, memmove, memcmp,
的自引用版本
# 和内存集。确实，我们应该添加一个检查来确定这是否
# 选项就足够了，如果不够，添加一个宏来削弱这些
# 具有易失性的函数...
# tryflag CFLAGS_MEMOPS -fno-tree-loop-distribute-patterns

您还可以使用其优化属性将其作为属性添加到 gcc 中的各个函数中，以便其他函数可以从调用 mem*() 中受益

__attribute__((optimize("no-tree-loop-distribute-patterns")))
size_t strlen(const char *s){ //without attribute, gcc compiles to jmp strlen
  size_t i = -1ull;
  do { ++i; } while (s[i]);
  return i;
}

或者，（至少现在）您可以在循环中添加一个令人困惑的 null asm 语句来阻止模式识别。

size_t strlen(const char *s){
    size_t i = -1ull;
    do {
        ++i;
        asm("");
    } while (s[i]) ;
    return i;
}

Answer 2

在某些情况下，Gcc 会发出对 memcpy 的调用，例如，如果您正在复制结构。
无法更改 GCC 行为，但您可以尝试通过修改代码来避免这种复制。最好的办法是查看程序集，找出 gcc 发出 memcpy 的原因并尝试解决它。但这会很烦人，因为您基本上需要了解 gcc 的工作原理。

摘自http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Standards.html：

GCC 使用的大多数编译器支持例程都存在于 libgcc 中，但也有一些例外。 GCC 要求独立环境提供 memcpy、memmove、memset 和 memcmp。最后，如果使用 __builtin_trap，并且目标未实现陷阱模式，则 GCC 将发出中止调用。

Answer 3

您需要使用 -fno-builtin 禁用该优化。我在尝试为 C 库编译 memcpy 时遇到过这个问题。它自称。哎呀！

Answer 4

您还可以使您的二进制文件成为“独立”二进制文件：

ISO C 标准（在第 4 条中）定义了两类一致性实现。一致的托管实施支持整个标准[...]；仅需要一个符合要求的独立实现来提供某些图书馆设施： 、 、 和 中的设施；自 AMD1 以来，也包括 ;在 C99 中，还有 和 中的那些。 [...]。

该标准还为程序定义了两种环境，一个独立的环境，所有实现都需要，并且可能没有超出独立实现所需的库设施，其中程序启动和终止的处理是实现定义的，并且托管环境，这不是必需的，其中提供了所有库设施，并且通过函数 int main (void) 或 int main (int, char *[]) 启动。

操作系统内核将是一个独立的环境；使用操作系统设施的程序通常是在托管实现中。

（我添加的段落）

更多信息此处。相应的 gcc 选项（关键字 -ffreestand 或 -fno-builtin）可以在 此处。

Answer 5

这是一个相当老的问题，但我遇到了同样的问题，并且这里的解决方案都不起作用。

所以我定义了这个函数：

static __attribute__((always_inline)) inline void* imemcpy (void *dest, const void *src, size_t len) {
  char *d = dest;
  const char *s = src;
  while (len--)
    *d++ = *s++;
  return dest;
}

然后用它代替memcpy。这已经永久解决了我的内联问题。如果您正在编译某种库，则不是很有用。