为什么从 constexpr 引用生成的汇编代码与 constexpr 指针不同？

Question

我用 MSVC /O2 和 clang 编译了以下程序：

int            i;
constexpr int& ir = i;
constexpr int* ip = &i;


int main()
{
    ir  = 1;
    *ip = 2;
}

MSVC /O2                           clang
===========================        =============================================
int i DD 01H DUP (?) ; i           i:
_DATA SEGMENT                              .long   0                       # 0x0
int & ir DQ FLAT:int i ; ir
_DATA ENDS                         ir:
                                           .quad   i

• 两个编译器都从ir 生成汇编代码，但不是从ip 生成的（上面省略了main 的代码）。请参阅godbolt。为什么ir 和ip 不同？我了解到，汇编代码中的引用和指针是相同的。

Gcc 做了一件更奇怪的事情。我用 gcc -O0 和 -O2 编译了以下程序：

int            i;

constexpr int& ir1   = i;
constexpr int* ir1p1 = &i;

constexpr int& ir2   = i;
constexpr int* ir2p1 = &i;
constexpr int* ir2p2 = &i;

constexpr int& ir3   = i;
constexpr int* ir3p1 = &i;
constexpr int* ir3p2 = &i;
constexpr int* ir3p3 = &i;

gcc -O0            gcc -O2
=========          ==================
i:                 ir3:
  .zero 4                   .quad   i
ir1:               ir2:
  .quad i                   .quad   i
  .quad i          ir1:
ir2:                        .quad   i
  .quad i          i:
  .quad i                   .zero   4
  .quad i
ir3:
  .quad i
  .quad i
  .quad i
  .quad i

• 有了-O0，为什么引用变量下面会有几个.quad i？
• -O2 代码是从引用生成的，而不是从指针生成的。为什么会有这种差异？请参阅godbolt。

Answer 1

除了指令问题，这只是链接：constexpr 暗示const（在变量本身上，而不是在其所指对象上，如果有的话），从而将internal linkage 提供给您的指针。 （这是一个 hack，允许在 C++17 的内联变量之前的头文件中使用命名空间范围命名的常量；不幸的是，我们现在必须记住它。）由于没有其他翻译单元可以引用它们，因此无需发出符号；但是，这些引用可以在其他地方声明和使用：

extern int &ir;
void count() {++ir;}

因此必须有一个符号来附加这些用途。