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c++ - 如何查看降低的c++

coder 2024-02-08 原文

我正在努力加深对 C++ 实际工作方式的理解。有没有办法查看编译器如何将我的代码简化为更简单的代码？例如，我想看看所有的复制构造函数是如何被调用的，重载的函数调用是如何被解决的，所有的模板扩展和实例化都完成了等等。现在我正在通过实验了解 C++ 编译器如何解释我的代码，但是看到我的代码的简化形式会很好，即使它非常难看。我正在寻找类似于 g++ -E 的东西，它显示预处理器的结果，但适用于 C++。

编辑:我应该补充说我不是在寻找反汇编程序。 C++ 源代码和汇编代码之间存在巨大的鸿沟。在这个鸿沟里面是复杂的东西，比如模板元编程和对运算符方法的各种隐式调用(赋值!强制转换!构造函数!......)以及具有非常复杂的解析规则的重载函数等。我正在寻找帮助我理解 C++ 编译器如何解释我的代码的工具。现在，我唯一能做的就是尝试一些小实验，然后零碎地拼凑起来，了解编译器在做什么。我希望看到更多关于正在发生的事情的细节。这将有很大帮助，例如，在调试模板元编程问题时。

最佳答案

目前，我认为您最好的选择是 Clang(您可以在 Try Out LLVM 页面上尝试一些简单的代码)。

使用 Clang/LLVM 编译 C、C++ 或 Obj-C 时，您可能会要求编译器发出中间表示 (LLVM IR)，而不是完全转为汇编/二进制形式。

LLVM IR 是编译器内部使用的完整指定语言:

  • CLang 将 C++ 代码降低为 LLVM IR
  • LLVM 优化 IR
  • LLVM 后端(例如 x86)从 IR 生成程序集

IR 是特定于机器的代码之前的最后一步，因此您不必学习特定的汇编指令，您仍然可以非常低级别地表示幕后真正发生的事情。

您可以获得优化前后的 IR，后者更能代表真实代码，但与您最初编写的内容相去甚远。

C 程序示例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

static int factorial(int X) {
  if (X == 0) return 1;
  return X*factorial(X-1);
}

int main(int argc, char **argv) {
  printf("%d\n", factorial(atoi(argv[1])));
}

对应的IR:

; ModuleID = '/tmp/webcompile/_10956_0.bc'
target datalayout = "e-p:64:64:64-i1:8:8-i8:8:8-i16:16:16-i32:32:32-i64:64:64-f32:32:32-f64:64:64-v64:64:64-v128:128:128-a0:0:64-s0:64:64-f80:128:128-n8:16:32:64"
target triple = "x86_64-unknown-linux-gnu"

@.str = private unnamed_addr constant [4 x i8] c"%d\0A\00"

define i32 @main(i32 %argc, i8** nocapture %argv) nounwind {
; <label>:0
  %1 = getelementptr inbounds i8** %argv, i64 1
  %2 = load i8** %1, align 8, !tbaa !0
  %3 = tail call i64 @strtol(i8* nocapture %2, i8** null, i32 10) nounwind
  %4 = trunc i64 %3 to i32
  %5 = icmp eq i32 %4, 0
  br i1 %5, label %factorial.exit, label %tailrecurse.i

tailrecurse.i:                                    ; preds = %tailrecurse.i, %0
  %indvar.i = phi i32 [ %indvar.next.i, %tailrecurse.i ], [ 0, %0 ]
  %accumulator.tr1.i = phi i32 [ %6, %tailrecurse.i ], [ 1, %0 ]
  %X.tr2.i = sub i32 %4, %indvar.i
  %6 = mul nsw i32 %X.tr2.i, %accumulator.tr1.i
  %indvar.next.i = add i32 %indvar.i, 1
  %exitcond = icmp eq i32 %indvar.next.i, %4
  br i1 %exitcond, label %factorial.exit, label %tailrecurse.i

factorial.exit:                                   ; preds = %tailrecurse.i, %0
  %accumulator.tr.lcssa.i = phi i32 [ 1, %0 ], [ %6, %tailrecurse.i ]
  %7 = tail call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* getelementptr inbounds ([4 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %accumulator.tr.lcssa.i) nounwind
  ret i32 0
}

declare i32 @printf(i8* nocapture, ...) nounwind

declare i64 @strtol(i8*, i8** nocapture, i32) nounwind

!0 = metadata !{metadata !"any pointer", metadata !1}
!1 = metadata !{metadata !"omnipotent char", metadata !2}
!2 = metadata !{metadata !"Simple C/C++ TBAA", null}

我个人觉得它相对可读(它试图保留变量名，在某种程度上，函数名仍然存在)一旦你超越了语言的最初发现。

关于c++ - 如何查看降低的c++，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/7207397/

amp43C++tailrecursei32c++

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