ARM + gcc：不要使用一个大的.rodata段

Question

我想使用gcc编译一个针对ARM处理器的程序，并启用链接时优化。当我不使用LTO进行编译时，系统能够被编译。但是当我启用LTO（使用-flto）时，我会遇到以下汇编错误：

Error: invalid literal constant: pool needs to be closer

通过在网上查找，我发现这与我的系统中的常量有关，这些常量位于名为.rodata的特殊部分中，该部分称为常量池，并位于我的系统中的.text部分之后。似乎在使用LTO进行编译时，由于内联和其他优化，.rodata部分距离指令太远，以至于无法再寻址常量。是否可以将常量放置在使用它们的函数之后？或者是否可以使用另一种寻址模式来寻址.rodata部分？谢谢。

- user3035952

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常量不一定要在.rodata中。通常，它们直接放在函数后面。如果您知道这是发生在哪里的（我们需要更多上下文），我或许能够提供更好的帮助。例如，如果您没有内联汇编，则在特定有问题的函数上使用__attribute__((noinline))。如果它在内联汇编中，则可以使用其他技术来处理它。-flto相对较新。编译器可以定位分支（例如b 1f）并放置文字。但是，在当前形式中，它可能只会将它们放在函数的末尾。 - artless noise

例如，我相信使用-flto选项后，您的函数将变得大于4k，并且函数的结尾不在ldr rX，[pc，#immed_12]范围内。对于资源受限的系统，这也可能是不好的，因为内联会增加堆栈使用。如果可能，请提供有关ARM目标的更多信息（Thumb2？）。 - artless noise

一些其他的可能性，如 -finline-limit=2048、--param max-inline-insns-auto=200、--param max-inline-insns-single=200 等等。基本上，告诉 -flto 限制函数的大小。 - artless noise

当然，这个文件会立即被删除，所以我无法查看它……有没有办法告诉GCC不要删除这些临时文件？ - user3035952

我的目标是Cortex-A9，内存对于我的系统来说真的不是问题，无论是程序内存还是数据内存。这一切都关乎性能。实际上，我想使用LTO的主要原因是我希望尽可能地进行内联。 - user3035952

Answer 1

这是一个汇编器的信息，而不是链接器的信息，在生成节区之前发生。

汇编器有一个伪指令，用于将常量加载到寄存器中：

    ldr r0, =0x12345678

这被扩展为：

    ldr r0, [constant_12345678, r15]
    ...
    bx lr
constant_12345678:
    dw 0x12345678

常量池通常跟随返回指令。通过函数内联，函数可能变得足够长，以至于返回指令太远；不幸的是，编译器无法知道内存地址之间的距离，汇编器除了“流程不会超过返回指令，因此在此处发出常量池是安全的”之外，没有其他控制流信息。

不幸的是，目前还没有好的解决方案。

你可以尝试包含一个asm块。

    b 1f
    .ltorg
1:

这将在此处强制发出常量池，代价是多一个分支指令。 可能可以指示汇编器在常量池为空时省略分支，但我现在无法测试，所以这可能无效。

    .if (2f - 1f)
    .b 2f
    .endif
1:
    .ltorg
2:

- Simon Richter

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GCC不使用那个伪指令，所以它必须在某个内联汇编中。 - Timothy Baldwin

Answer 2

"这是一个汇编器消息而不是链接器消息，因此它发生在生成段之前。我不确定，但我认为启用LTO会更加复杂。启用LTO的单个C文件的编译（包括汇编）正常工作且不会引起任何问题。问题出现在我尝试使用启用LTO链接它们在一起时。我不知道LTO的具体实现方式，但显然这也包括重新调用汇编器，然后我得到了这个错误消息。当不使用LTO链接时，一切都很好，当我查看反汇编时，我可以看到我的常量不是放在函数之后，而是放在.rodata部分中。由于内联，启用LTO后，我的函数可能太大而无法访问常量池..."

- user3035952