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標題: GCC的符號可見性——解決多個庫同名符號沖突問題 [打印本頁]
作者: jialinx    時間: 2015-9-14 16:06
標題: GCC的符號可見性——解決多個庫同名符號沖突問題

問題

最近項目遇到一些問題，場景如下

主程序依賴了兩個庫libA的funcA函數和libB的funcB函數。示意的代碼(main.cpp)如下：


#include <cstdio>int funcA(int, int);int funcB(int, int);int main() {    printf("%d,", funcA(2, 1));    printf("%d\n", funcB(2, 1));    return 0;}

libA示意實現(libA.cpp)如下：

int subfunc(int a, int b) {    return a + b;}int funcA(int a, int b) {    return subfunc(a, b);}

libB示意實現(libB.cpp)如下：

int subfunc(int a, int b) {    return a - b;}int funcB(int a, int b) {    return subfunc(a, b);}

可見funcA調用了libA中的內部函數subfunc，funcB調用了libB中的內部函數subfunc，這兩個subfunc實現不同，但不幸的是名字不小心起得一樣了

這時我們嘗試編譯并運行：

g++ -fPIC libA.cpp -shared -o libA.sog++ -fPIC libB.cpp -shared -o libB.sog++ main.cpp libA.so libB.so -o mainexport LD_LIBRARY_PATH=../main

我們期望的結果是3,1（funcA和funcB各自調用不同的subfunc實現），

實際得到的結果是3,3（funcA和funcB都調用了libA中的subfunc實現）

原因

我們通過readelf來查看符號：

$ readelf -a libA.so | grep subfunc000000200a60  000200000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000708 _Z7subfuncii + 0     2: 0000000000000708    20 FUNC    GLOBAL DEFAULT   10 _Z7subfuncii    45: 0000000000000708    20 FUNC    GLOBAL DEFAULT   10 _Z7subfuncii$ readelf -a libB.so | grep subfunc 000000200a60  000200000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000708 _Z7subfuncii + 0     2: 0000000000000708    22 FUNC    GLOBAL DEFAULT   10 _Z7subfuncii    45: 0000000000000708    22 FUNC    GLOBAL DEFAULT   10 _Z7subfuncii

可見libA和libB里面都有subfunc符號，名字完全一樣，而且都是GLOBAL的

GLOBAL的符號即全局的符號，同名的全局符號會被認為是同一個符號，由于main先加載了libA，得到了libA中的subfunc符號，再加載libB時，就把libB中的subfunc忽略了。

解決方案

這其實是符號的可見性（Symbol Visibility）問題，既然有GLOBAL符號，那自然會有LOCAL符號，LOCAL的符號只在當前lib可見，全局不可見。

如何將符號變成LOCAL的呢，最直接的就是加上visibility為hidden的標志，修改后的libA.cpp：

__attribute__ ((visibility ("hidden"))) int subfunc(int a, int b) {    return a + b;}int funcA(int a, int b) {    return subfunc(a, b);}

再重新編譯執行，可以得到結果為3,1，成功！這里再查看一下libA的符號：

$ readelf -a libA.so | grep subfunc    40: 00000000000006a8    20 FUNC    LOCAL  DEFAULT   10 _Z7subfuncii

可見subfunc符號已經變成了LOCAL

默認LOCAL

上面的方法可以解決問題，但是，實際情況往往是，libA里面有很多的內部函數，而暴露給外部的只有少數，能不能指定少數符號為GLOBAL，其它的都是LOCAL呢？答案是肯定的，修改libA.cpp如下：

int subfunc(int a, int b) {    return a + b;}__attribute__ ((visibility ("default"))) int funcA(int a, int b) {    return subfunc(a, b);}

這時，libA的編譯參數需要加上-fvisibility=hidden：

g++ -fPIC libA.cpp -shared -fvisibility=hidden -o libA.so

同樣可以解決問題。

跨平臺兼容性

windows平臺對于符號的行為是不一樣的，windows默認動態庫里符號是LOCAL的，通過__declspec(dllexport)來聲明GLOBAL符號，所以可以用下面的方式來兼容：

#if defined _WIN32 || defined __CYGWIN__  #ifdef BUILDING_DLL    #ifdef __GNUC__      #define DLL_PUBLIC __attribute__ ((dllexport))    #else      #define DLL_PUBLIC __declspec(dllexport) // Note: actually gcc seems to also supports this syntax.    #endif  #else    #ifdef __GNUC__      #define DLL_PUBLIC __attribute__ ((dllimport))    #else      #define DLL_PUBLIC __declspec(dllimport) // Note: actually gcc seems to also supports this syntax.    #endif  #endif  #define DLL_LOCAL#else  #if __GNUC__ >= 4    #define DLL_PUBLIC __attribute__ ((visibility ("default")))    #define DLL_LOCAL  __attribute__ ((visibility ("hidden")))  #else    #define DLL_PUBLIC    #define DLL_LOCAL  #endif#endif

隱藏外部依賴的符號

我遇到的實際情況比上面更復雜一些，subfunc并不是在libA中實現的，而是在另一個外部庫libsubfunc.a中實現的。libA通過包含頭文件來獲取到這個函數：

#include "subfunc.h"int funcA(int a, int b) {    return subfunc(a, b);}

上面的-fvisibility僅對實現生效，不能對聲明生效。但libsubfunc.a是第三方庫，我們不能去改它的代碼，也不能改它的頭文件，對于這種情況，gcc提供了下面方式來支持：

#pragma GCC visibility push(hidden)#include "subfunc.h"#pragma GCC visibility popint funcA(int a, int b) {    return subfunc(a, b);}

這種方式更方便靈活。

如果是dlopen載入so可以通過參數控制。


參考文檔

GCC Visibility

source：https://github.com/wwbmmm/blog/wiki/gcc_visibility










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