声明抽象类（纯虚方法）会大幅增加二进制文件的大小

Question

这是故事背景： 我正在Linux中使用AC6 Toolpack为ARM Cortex-M0处理器开发C++软件。之前我使用Keil（在windows上）（他们有自己的工具链），现在我已经迁移到GNU-toolchain（GNU工具套件 for ARM嵌入式处理器5.2.1）。第一件事我意识到的是，二进制文件大小显著增加。 我测试了每种编译器优化（除了链接时优化，它会在内联汇编时出错，不是问题的一部分，但可能与答案相关）。然后开始使用任何可用的工具来检查可执行文件（elf文件而不是bin文件，gnu可以生成两个）：objdump、readelf、nm。我发现一些符号导致了大小的增加，其中最重要的是：“d_print_comp_inner”，“d_exprlist”和“d_template_args”。但我不知道什么导致这些函数出现在二进制文件中。（我只使用了最小限度的库：nano newlib）。长话短说，我开始逐个消除代码，试图找到问题所在。最后，我发现问题出在抽象方法声明上！ 将函数定义为

virtual Return_type function_name(...)=0;

替代

 virtual Return_type function_name(...);

添加了45 KB和我提到的符号。 这是源代码中唯一的更改。在基类中存在空定义。请注意：该方法仍然是虚拟的，并在子类中被覆盖

没有抽象类的大小输出：

   text    data     bss     dec     hex filename
  15316      24    4764   20104    4e88 temc_discovery.elf

使用抽象类进行大小输出：

   text    data     bss     dec     hex filename
  61484     128    4796   66408   10368 temc_discovery.elf

以下是方法为抽象方法时出现的符号及其大小，已删除在两个版本中都出现的符号。（使用nm工具。不完整列表，仅包含大小>=0x60的符号）

00002de4  t d_print_comp_inner
00001a34  t d_exprlist
00000ca4  t d_template_args
00000678  t d_type
00000574  t d_print_mod
000003f8  t d_encoding
000003e0  r cplus_demangle_operators
000003c8  t d_expression_1
000003a8  t d_name
00000354  t d_demangle_callback.constprop.15
000002e0  t d_print_mod_list
00000294  r cplus_demangle_builtin_types
00000268  t d_unqualified_name
00000244  T _printf_i
00000238  t d_print_function_type.isra.11
000001fc  T _svfprintf_r
000001fc  T _svfiprintf_r
000001f4  t d_print_array_type.isra.10
000001ce  t d_print_cast.isra.12
0000018c  t d_substitution
00000110  t d_operator_name
0000010c  T __sflush_r
000000e8  T __swsetup_r
000000e6  t d_cv_qualifiers
000000e0  t d_print_subexpr
000000e0  t d_expr_primary
000000dc  T _printf_common
000000cc  T __cxa_demangle
000000c8  t d_source_name
000000c4  r standard_subs
000000c4  T __ssputs_r
000000b0  T __swbuf_r
000000ac  T _malloc_r
000000a8  T _fputs_r
000000a4  T __smakebuf_r
000000a0  T __gnu_cxx::__verbose_terminate_handler()
00000096  t d_print_expr_op
0000008c  T _free_r
0000008c  t d_parmlist
0000008a  t d_growable_string_callback_adapter
0000007c  T __sfp
00000072  t d_append_buffer
00000068  T __sinit
00000060  d impure_data

我在源代码中看不到一些我熟悉的名称（如printf、flush、malloc、fputs等）。

有人知道是什么原因导致了这种行为吗？

更新： 我已经使用标志--noexception禁用了异常，所以我没有考虑过它。事实证明，它与答案有关，所以在这里提一下。

更新2： 这是最全面的网站，解释了所有问题，如果你追踪答案中的链接。

- ifyalciner

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最好提供编译和链接命令，例如使用“-g”选项将生成带有调试符号的较大二进制文件。您还可以检查剥离二进制文件的大小。 - Mine

就像我之前说的，我已经尝试了所有编译器优化。结果仍然相同（甚至增加了40 KB）。 - ifyalciner

解决方案可能已经在这里给出：https://dev59.com/d27Xa4cB1Zd3GeqPlQz6 - user2512323

@deniss 我也是，禁用了异常处理，之前没有考虑过这个问题。让我尝试应用那个解决方案。 - ifyalciner

@deniss 谢谢你的回答。它起作用了。 - ifyalciner

通常情况下，你需要同时使用-fno-exception和-fno-rtti来显著减少程序的体积。请注意，默认情况下，new分配器会抛出异常。显然，-fno-rtti至少解决了链接的问题中一个帖子的问题。 - artless noise

Answer 1

这几乎肯定是由于意外地包含了异常处理，而libc++已经内置了它，无论您是否使用--noexception或其他正确的gnu命令进行编译。

问题中可能会出现“纯虚函数调用”之类的异常（如果您在基类构造函数中调用虚函数，则可能会出现相当晦涩的运行时错误）。

答案是提供自己的空实现，atexit()和任何您不真正需要的随机调用。一旦您这样做了，链接器就不会拉入其他东西（这会拉入其他东西，这会拉入其他东西等等）。

void __cxa_pure_virtual(void) 
{ 
    BKPT();
}

这是我们项目中使用的内容，但您使用的libc++版本可能已经发生了变化。

- Russ Schultz

Answer 2

据我所知，当在基类中将虚函数声明为纯虚函数时，你就会创建潜在的纯虚函数调用。因此，编译器生成的代码将打印与纯虚函数调用相关的消息、函数和类的反汇编名称以及其他信息。这会为您的二进制文件添加一堆函数，从而增加大小。

建议你向你的纯虚函数添加空实现 - 可能可以防止编译器执行那些操作。

- user2807083

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代码中唯一的变化是 '=0'。为了避免出现“函数未定义错误”，我已经提前定义了一个空函数。 - ifyalciner

请参见https://dev59.com/gXVD5IYBdhLWcg3wE3Ro。 - Russ Schultz

@ifyalciner，你可以在函数和其空实现中都使用=0，例如虚析构函数。 - user2807083