Question

由于某些原因，GCC将const char字符串的内容复制到单独的rodata区域中，我不理解。我编译提供的代码：

static const char pattern[] = "[SOME TEST PATTERN TO CALCULATE SUM FROM] ";

static char tmpbuf[sizeof(pattern) + 1];

uint16_t sum(char *buf, int size)
{
    uint16_t ret = 0;

    for(int i = 0; i < size; ++i)
        ret += buf[i];

    return ret;
}

void getPattern(char **retbuf)
{
    memcpy(tmpbuf, pattern, sizeof(tmpbuf) -1);
    *retbuf = tmpbuf;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    getPattern(&argv[0]);

    return sum((char *)pattern, sizeof(pattern) - 2) > 0;
}

void _exit(int status)
{
    while(1)
    {
        asm("nop");
    }
}

使用arm gcc编译器，使用命令：

arm-none-eabi-gcc -Os dbstr.c -o dbstr -Wl,-Map,"dbstr.map" -fdata-sections

在生成的二进制文件中，即使将其剥离，我也找到了字符串：

"[SOME TEST PATTERN TO CALCULATE SUM FROM] "

重复。

查看符号映射，我发现：

.rodata.pattern
                0x000087d8       0x2b ... ccumYoyx.o
.rodata.str1.1
                0x00008803       0x2b ... ccumYoyx.o
and
.bss.tmpbuf    0x00018ca0       0x2c ... ccumYoyx.o

符号“模式”是原始数组符号“ str1”重复符号“ tmpbuf”是目标缓冲区，我要将“模式”复制到其中。

查看生成的程序集，我发现memcpy使用了编译器创建的重复项：

getPattern:
    @ Function supports interworking.
    @ args = 0, pretend = 0, frame = 0
    @ frame_needed = 0, uses_anonymous_args = 0
->  ldr r3, .L6
    push    {r4, lr}
    mov r2, #43
    mov r4, r0
    ldr r1, .L6+4
    mov r0, r3
    bl  memcpy
...

.L6:
    .word   .LANCHOR0
->  .word   .LC0
...
pattern:
    .ascii  "[SOME TEST PATTERN TO CALCULATE SUM FROM] \000"
    .section    .rodata.str1.1,"aMS",%progbits,1
.LC0: /*duplicate string*/
    .ascii  "[SOME TEST PATTERN TO CALCULATE SUM FROM] \000"
    .ident  "GCC: (GNU Tools for Arm Embedded Processors 8-2018-q4-major) 8.2.1 20181213 (release) [gcc-8-branch revision 267074]"

我检查了arm-none-eabi-gcc版本从6-2017-q1-update到8-2018-q4-major（最新可在developer.arm.com上找到）的情况。

我也尝试使用各种优化。仅当使用-O0时，才不会重复。对于其他人而言。

在更大的应用程序中，发生了此问题，结果是memcpy复制了重复的字符串而不是原始字符串-它是通过将原始字符串替换为二进制文件来确定的。我需要使用memcpy才能使用原始字符串。

Answer 1

您观察到的行为由标准明确指定。在

static const char pattern[] = "[SOME TEST PATTERN TO CALCULATE SUM FROM] ";

您有一个变量模式声明和一个字符串文字形式的初始化程序。标准的Paragraph 6.4.5/6规定了

在翻译阶段7中，将值零的字节或代码附加到字符串文字产生的每个多字节字符序列或文字。 然后将多字节字符序列用于初始化静态存储持续时间的数组 和长度足以包含序列。

（添加了强调。）结果数组具有静态存储持续时间，这意味着，至少在原则上，必须在程序中为其保留内存。这就是str1.1形式的内容。但是，您还使用该字符串初始化数组，以使该数组获得相同的字符序列，并且由于在文件范围内声明该数组也具有静态存储持续时间，因此也占用了二进制文件中的内存。

原则上，GCC应该能够优化多余的阵列。特别是，选项-fmerge-constants应该执行此操作，但是它包含在-O0以外的所有优化级别中，因此令人惊讶的是您没有看到这种合并，但是很可能会执行合并在链接时，所以您看到的是在链接之前查看目标文件的毫无意义的产物。

您还应该通过声明pattern作为指针而不是数组来避免复制：

static const char * const pattern = "[SOME TEST PATTERN TO CALCULATE SUM FROM] ";

但注意，尽管结果可以用与数组版本相同的许多方式使用，但在语义上并不相同。如果将sizeof，*或&或_Alignof运算符应用于pattern，将会看到差异。

更新：

另一个更丑陋的解决方法是完全避免使用字符串文字，例如：

static const char pattern[] = {
        '[', 'S', 'O', 'M', 'E', ' ', 'T', 'E', 'S', 'T', ' ', 'P', 'A', 'T',
        'T', 'E', 'R', 'N', ' ', 'T', 'O', ' ', 'C', 'A', 'L', 'C', 'U', 'L',
        'A', 'T', 'E', ' ', 'S', 'U', 'M', ' ', 'F', 'R', 'O', 'M', ']', ' ', '\0' };

这将使pattern成为数组，而不是指针，并且没有用于字符串文字的单独数组。这很丑陋，维护起来也比较困难，但是从字符串文字形式转换为这种形式并不难-我花了大约30秒钟来完成这个任务。不过，如果要这样做，请不要忘记像上面那样添加一个显式的字符串终止符。

为什么gcc为memcpy复制rodata字符串？如何避免呢？

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