gcc编译堆栈对象非常大的c++文件占用大量内存

Question

我有一个使用std::bitset<size>的c++文件。在windows子系统linux上使用gcc编译时，如果使用size = 1000000000 (1Gbit)导致大约1.6 8GB的编译时内存，使用size = 10000000000 (10Gbit)会导致大约6 8GB的内存和大约15 8GB的虚拟内存(我的PC总共有8 8GB内存)。内存是逐渐分配的，编译在达到最大值后立即结束。如果size很大，程序一启动就会运行到Segmentation fault (core dumped)中。转折点在10米到100米之间。

在MSVC上，如果size很小，程序编译和运行良好。对于较大的size，会抛出一个异常："Stack overflow“。如果数组真的很大，它会在文件bitset中给出错误“size总大小不能超过0x7fffffff字节”

该问题与优化程度无关。无论是-O0、-O1、-O2还是O3，都是一样的。

这是gcc -v的输出

Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/lto-wrapper
OFFLOAD_TARGET_NAMES=nvptx-none
OFFLOAD_TARGET_DEFAULT=1
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1~18.04' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-7/README.Bugs --enable-languages=c,ada,c++,go,brig,d,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --with-gcc-major-version-only --program-suffix=-7 --program-prefix=x86_64-linux-gnu- --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --libdir=/usr/lib --enable-nls --with-sysroot=/ --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --with-default-libstdcxx-abi=new --enable-gnu-unique-object --disable-vtable-verify --enable-libmpx --enable-plugin --enable-default-pie --with-system-zlib --with-target-system-zlib --enable-objc-gc=auto --enable-multiarch --disable-werror --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --enable-multilib --with-tune=generic --enable-offload-targets=nvptx-none --without-cuda-driver --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 7.3.0 (Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1~18.04)

这是我的测试代码，非常简单

#include <bitset>

int main(){
    const size_t size = ...;
    std::bitset<size> bs;
    return 0;
}

如果使用的是gcc-8而不是gcc-7，则不会出现这样的问题，编译会很快完成，如果size很大，程序就会出现分段错误。如果我使用vector<bool>或使用new创建位集，它运行得很好。

所以没有问题需要解决，但我的问题是：

为什么gcc-7花了这么多内存(和时间)来编译这个文件？

Answer 1

这是GCC中的一个已知错误，与非常大对象的constexpr初始化有关。

有几个bug报告，其中一个是bug 56671，报告于2013年3月，版本为v4.7.2。该错误在2018年6月被标记为已解决，这意味着它至少一直存在到v7.3，但现在已被更正。

如果你需要一个变通的方法，看起来使用不同的构造函数并没有触发bug。特别是，将std::bitset<size> bs;更改为std::bitset<size> bs(0);在各种版本的gcc上都能很好地编译，包括v.7.3.0 (根据我尝试的在线编译器)。