Clang/LLVM Windows 上的 7 和 8 多次初始化内联静态数据成员（link.exe 和 lld-link.exe）

Question

Clang/LLVM Windows 上的 7 和 8 每个 TU 初始化一个内联静态数据成员一次。据我了解 C++17 这是不正确的。

尽管可以在多个 TU 中定义一个内联变量，编译器 and/or 链接器必须确保它在程序中只存在一次，因此 恰好初始化一次 。

以下小程序显示了 Clang/LLVM 发生的情况（在 Visual Studio 2017 和 2019 RC 中使用 LLVM 编译器工具链扩展测试）：

// header.h

#include <iostream> struct A { A() { std::cout << "ctor " << this << std::endl; } ~A() { std::cout << "dtor " << this << std::endl; } void f() { std::cout << "f " << this << std::endl; } }; struct S { inline static A a; // C++17 inline variable, thus also a definition };

// TU1.cpp

#include "header.h" int main() { S::a.f(); }

// TU2.cpp

#include "header.h"

// TU3.cpp

#include "header.h"

// TU4.cpp

#include "header.h"

这个程序打印：

ctor 010D4020 ctor 010D4020 ctor 010D4020 ctor 010D4020 f 010D4020 dtor 010D4020 dtor 010D4020 dtor 010D4020 dtor 010D4020

那是四个初始化 A 的唯一对象（实际上每个 TU 一个）而不是 恰好一个 （如 C ++17 项要求）。

程序应该打印：

ctor 010D4020 f 010D4020 dtor 010D4020

顺便说一句，这就是 MSVC 所做的。

这是 clang/LLVM 中的错误，对吗？

Answer 1

inline关键字的主要特点是它以两种方式修改 ODR 规则：

多个定义（有一些限制）是allowed
生成的对象被“折叠”成 single instance:

An inline function or variable with external linkage shall have the same address in all translation units.

C++17 中唯一的补充是它还 allows 一个 static 数据成员声明作为定义。就是这样。

A static 数据成员仍然具有相同的链接（external in your case), storage duration and lifetime，并且对于所有实际目的来说，就像全局定义的变量一样工作。见 [class.static.data]/6:

Static data members are initialized and destroyed exactly like non-local variables

这基本上意味着它应该像这样工作：

struct A
{
  A()      { std::cout << "ctor "; }
  ~A()     { std::cout << "dtor "; }
};

A a; // in one of the TU's

extern A a; // in all other TU's

结论：

这是 Clang 中的一个错误。 static S::a 必须初始化并销毁一次。

Answer 2

This bug is fixed 当前快照构建基于 SVN r361807.

Clang/LLVM Windows 上的 7 和 8 多次初始化内联静态数据成员（link.exe 和 lld-link.exe）

Clang/LLVM 7 and 8 on Windows initialize inline static data member multiple times (with both link.exe and lld-link.exe)

c++

clang

c++17

llvm-clang