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大家好，我是程序喵。
不知道大家平时编程过程中使用动态链接库的情况多不多，如果一个程序引用了无数个动态链接库，那就有可能引入符号冲突的问题，问题如下：
想象中
实际上
下面我们尝试解决它：
最开始介绍下g++基本命令参数：
- g++
- -c <file> 编译源文件，但是不进行链接
- -o <file> 指定输出文件的名字
- -s strip，移除符号信息
- -L <dir> 指令搜索链接库的路径
- -l <lib> 指定要链接的链接库
- -shared 产生动态目标文件
先来看一段代码：
- #include <stdio.h>
- void DoThing() { printf("work \n"); }
再定义一个简单的main.cc程序：
- #include <stdio.h>
- void DoThing();
- int main() {
- printf("start \n");
- DoThing();
- printf("finished \n");
- return 0;
- }
编译这两个文件，并分别打包成静态库：
- g++ -c work.cc -o work.o
- ar rc libwork.a work.o
- g++ -c main.cc -o main.o
- ar rc libmain.a main.o
现在将这两个静态库链接成一个可执行文件，注意链接器如果发现当前库中使用了没有被定义的符号，它只会向后查找，因此，最低级别没有其它依赖的库应该放在最右边，如果出现了符号冲突问题，链接器会使用最左边的符号。
如果这样进行链接：
- $ g++ -s -L. -o main.exe -lwork -lmain
- ./libmain.a(main.o): In function `main':
- main.cc:(.text+0x11): undefined reference to `DoThing()'
- collect2: error: ld returned 1 exit status
链接失败，因为main库里的DoThing符号没有被定义，链接器向后查找，没有找到对应的符号定义，这里更改下链接库的顺序：
- g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lwork
- $ ./main.exe
- start
- work
- finished
链接成功。
现在写一个简单的容易产生符号冲突的文件conflict.cc：
- #include <stdio.h>
- void DoThing() { printf("conflict \n"); }
编译并打包成静态库：
- g++ -c conflict.cc -o conflict.o
- ar rc libconflict.a conflict.o
如果按这样的顺序链接成一个可执行程序：
- $ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lwork -lconflict
- $ ./main.exe
- start
- work
- finished
如果稍微更改一下链接的顺序：
- $ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict -lwork
- $ ./main.exe
- start
- conflict
- finished
这里发现顺序的不同导致了程序输出内容不同，究其原因就是那潜在的符号冲突。
现在再试试动态库，先介绍如何使用动态库：
- $ rm libconflict.a
- $ g++ -shared conflict.o -o libconflict.so
- $ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict
- $ LD_LIBRARY_PATH=. ./main.exe
- start
- conflict
- finished
现在再引用一个中间层在动态链接库中调用conflict的文件layer.cc
- #include <stdio.h>
- void DoThing();
- void DoLayer() {
- printf("layer \n");
- DoThing();
- }
并把layer和conflict打包成一个动态链接库：
- $ g++ -c layer.cc -o layer.o
- $ g++ -shared layer.o conflict.o -o libconflict.so
然后更新main.c程序，main里面调用layer，layer里调用conflict：
- #include <stdio.h>
- void DoLayer();
- int main() {
- printf("start \n");
- DoLayer();
- printf("finished \n");
- return 0;
- }
编译链接执行：
- $ g++ -c main.cc -o main.o
- $ ar rc libmain.a main.o
- $ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict
- $ LD_LIBRARY_PATH=. ./main.exe
- start
- layer
- conflict
- finished
正常输出，没啥问题，现在再把之前的work.cc也塞到main.cc中，观察下冲突：
- #include <stdio.h>
- void DoThing();
- void DoLayer();
- int main() {
- printf("start \n");
- DoThing();
- DoLayer();
- printf("finished \n");
- return 0;
- }
把work.o和main.o打包成一个库，之后和conflict链接成一个可执行程序，运行：
- $ g++ -c main.cc -o main.o
- $ ar rc libmain.a main.o work.o
- $ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict
- $ LD_LIBRARY_PATH=. ./main.exe
- start
- work
- layer
- work
- finished
这里输出了两个work，正常情况下第二个work应该输出conflict，怎么解决呢?可以考虑使用-fvisibility=hidden来隐藏内部的符号，链接库内部使用的符号把它隐藏掉，不让它被导出，外部也不会改变它的调用路径。
先使用nm看一下libconflict.so里面的符号：
- $ nm -CD libconflict.so
- w _ITM_deregisterTMCloneTable
- w _ITM_registerTMCloneTable
- 000000000000065a T DoLayer()
- 0000000000000672 T DoThing()
- 0000000000201030 B __bss_start
- w __cxa_finalize
- w __gmon_start__
- 0000000000201030 D _edata
- 0000000000201038 B _end
- 0000000000000688 T _fini
- 0000000000000528 T _init
- U puts
如果把符号隐藏掉，
- $ g++ -fvisibility=hidden -c layer.cc -o layer.o
- $ g++ -fvisibility=hidden -c conflict.cc -o conflict.o
- $ g++ -shared layer.o conflict.o -o libconflict.so
- 再使用nm看一下libconflict.so里面的符号：
- $ nm -CD libconflict.so
- w _ITM_deregisterTMCloneTable
- w _ITM_registerTMCloneTable
- 0000000000201028 B __bss_start
- w __cxa_finalize
- w __gmon_start__
- 0000000000201028 D _edata
- 0000000000201030 B _end
- 0000000000000618 T _fini
- 00000000000004c0 T _init
- U puts
这样的话main函数肯定不能调用DoLayer啦，因为DoLayer符号没有暴露出来：
- $ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict
- ./libmain.a(main.o): In function `main':
- main.cc:(.text+0x16): undefined reference to `DoLayer()'
- collect2: error: ld returned 1 exit statu
那怎么暴露出来特定符号呢，直接看代码，改动了layer.cc：
- #include <stdio.h>
- void DoThing();
- __attribute__ ((visibility ("default"))) void DoLayer() {
- printf("layer \n");
- DoThing();
- }
再编译链接运行看看结果：
- $ g++ -fvisibility=hidden -c layer.cxx -o layer.o
- $ g++ -shared layer.o conflict.o -o libconflict.so
- $ g++ -s -L. -o main.exe -lmain -lconflict
- $ LD_LIBRARY_PATH=. ./main.exe
- start
- work
- layer
- conflict
- finished
发现已经是我们期待的结果啦，符号冲突的问题因此被解决。
是不是感觉很麻烦，难道每个要暴露的符号都要加上__attribute__这种修饰吗，这里其实可以写一个export文件，告诉编译器要导出的所有符号有哪些。
- export.txt
- {
- global: *DoLayer*;
- local: *;
- };
- g++ -Wl,--version-script=export.txt -s -shared layer.o conflict.o -o libconflict.so
但是这种方式只有在gcc中才可以被使用，我在clang中尝试使用但是失败啦，所以为了兼容性不建议使用这种方式，还是消停的使用__attribute__来解决符号冲突问题吧。
