强符号与弱符号
文章目錄
- 強符號不允許多次定義
- 強弱可以共存
- 都是弱符號
簡而言之,在 C 語言中,函數和初始化的全局變量(包括顯示初始化為 0)是強符號,未初始化的全局變量是弱符號。
在鏈接器進行鏈接的時候,有下面的規則
我們舉例子說明。
強符號不允許多次定義
針對 1,代碼片段是:
// a.c int tea = 2; // strong// b.c int tea = 1; // strong printf("tea = %d\n",tea); gcc a.c b.c會報錯:`tea’被多次定義
強弱可以共存
針對 2,代碼片段是:
// a.c int tea = 2; // strong// b.c int tea; // weak printf("tea = %d\n",tea); gcc a.c b.c編譯通過,運行結果是:
tea = 2
可見,鏈接器采用的是 a.c 文件中的強定義。
都是弱符號
針對 3,都是弱符號時,選擇占用空間最大的(似乎表現出了 union 的行為)。完整代碼是:
// a.c#include <stdio.h>void foo(void); // 在 b.c 中定義 char tea; int main(void) {foo(); printf("tea = %d\n", tea);printf("tea address = %p\n",&tea); return 0; } // b.c#include <stdio.h> int tea; void foo(void) { tea = 0x12ff; printf("tea = %d\n", tea);printf("tea address = %p\n",&tea); }編譯通過,運行結果是:
tea = 4863 tea address = 0x60103c tea = -1 tea address = 0x60103c可見,變量 tea 的地址都一樣,但是因為在不同文件的變量類型不一樣,呈現出了 union 的特性。第三行的 tea 只占用一個字節,0xff 就是 -1,第一行的 tea 占用四個字節,4863 就是 0x12ff。
有細心的讀者會問,如果都是弱符號,且占用空間一樣大,那么鏈接器如何選擇呢?這個我也不知道,嘗試做實驗,也沒有探究出什么結論。
對于函數,如果都是弱符號,采用哪一個符號和鏈接順序有關。實驗代碼如下:
// a.c__attribute__((weak)) void foo(void) {printf("I am in a.c\n"); } int main(int argc, const char *argv[]) {foo();return 0; } // b.c__attribute__((weak)) void foo(void) {printf("I am in b.c\n"); }如果是這樣編譯:
$ gcc a.c b.c
運行結果是:
I am in a.c
如果是這樣編譯:
$ gcc b.c a.c
運行結果是:
I am in b.c
需要特別說明的是:**鏈接器允許開發者使用 __attribute__((weak)) 來將一個強符號轉變為弱符號。**在上面的例子里面,代碼第 3 行強制函數 foo 為弱符號。
為了加深印象,我們查看一下符號表。
首先去掉 __attribute__((weak))
$ gcc -c a.c b.c
$ readelf -s a.o b.o
文件:a.oSymbol table '.symtab' contains 12 entries:Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND 1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS a.c2: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 1 3: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 3 4: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 4 5: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 5 6: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 7 7: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 8 8: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 6 9: 0000000000000000 17 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 foo10: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND puts11: 0000000000000011 27 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 main文件:b.oSymbol table '.symtab' contains 11 entries:Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND 1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS b.c2: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 1 3: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 3 4: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 4 5: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 5 6: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 7 7: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 8 8: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 6 9: 0000000000000000 17 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 foo10: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND puts可以看到第 14、31 行,Bind 這列是 GLOBAL
我們再加上 __attribute__((weak))
$ gcc -c a.c b.c
$ readelf -s a.o b.o
文件:a.oSymbol table '.symtab' contains 12 entries:Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND 1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS a.c2: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 1 3: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 3 4: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 4 5: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 5 6: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 7 7: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 8 8: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 6 9: 0000000000000000 17 FUNC WEAK DEFAULT 1 foo10: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND puts11: 0000000000000011 27 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 main文件:b.oSymbol table '.symtab' contains 11 entries:Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND 1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS b.c2: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 1 3: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 3 4: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 4 5: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 5 6: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 7 7: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 8 8: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 6 9: 0000000000000000 17 FUNC WEAK DEFAULT 1 foo10: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND puts可以看到第 14、31 行,Bind 這列變成了 WEAK
說明:本文的實驗環境是 gcc version 5.4.0 20160609 (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.12)
總結
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