强符号与弱符号
Posted 车子 chezi
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了强符号与弱符号相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
简而言之，在 C 语言中，函数和初始化的全局变量（包括显示初始化为 0）是强符号，未初始化的全局变量是弱符号。
在链接器进行链接的时候，有下面的规则
- 强符号不允许多次定义（即不同的目标文件中不能有同名的强符号）
- 强弱可以共存，共存时，强覆盖弱
- 都是弱符号时，选择占用空间最大的；
我们举例子说明。
强符号不允许多次定义
针对 1，代码片段是：
// a.c
int tea = 2; // strong
// b.c
int tea = 1; // strong
printf("tea = %d\\n",tea);
gcc a.c b.c
会报错：`tea’被多次定义
强弱可以共存
针对 2，代码片段是：
// a.c
int tea = 2; // strong
// b.c
int tea; // weak
printf("tea = %d\\n",tea);
gcc a.c b.c
编译通过，运行结果是：
tea = 2
可见，链接器采用的是 a.c 文件中的强定义。
都是弱符号
针对 3，都是弱符号时，选择占用空间最大的（似乎表现出了 union 的行为）。完整代码是：
// a.c
#include <stdio.h>
void foo(void); // 在 b.c 中定义
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);
}
编译通过，运行结果是：
tea = 4863
tea address = 0x60103c
tea = -1
tea address = 0x60103c
可见，变量 tea 的地址都一样，但是因为在不同文件的变量类型不一样，呈现出了 union 的特性。第三行的 tea 只占用一个字节，0xff 就是 -1，第一行的 tea 占用四个字节，4863 就是 0x12ff。
有细心的读者会问，如果都是弱符号，且占用空间一样大，那么链接器如何选择呢？这个我也不知道，尝试做实验，也没有探究出什么结论。
对于函数，如果都是弱符号，采用哪一个符号和链接顺序有关。实验代码如下：
// 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");
}
如果是这样编译：
$ gcc a.c b.c
运行结果是：
I am in a.c
如果是这样编译：
$ gcc b.c a.c
运行结果是：
I am in b.c
需要特别说明的是：**链接器允许开发者使用 __attribute__((weak)) 来将一个强符号转变为弱符号。**在上面的例子里面，代码第 3 行强制函数 foo 为弱符号。
为了加深印象，我们查看一下符号表。
首先去掉 __attribute__((weak))
$ gcc -c a.c b.c
$ readelf -s a.o b.o
文件：a.o
Symbol table '.symtab' contains 12 entries:
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name
0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND
1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS a.c
2: 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 foo
10: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND puts
11: 0000000000000011 27 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 main
文件：b.o
Symbol table '.symtab' contains 11 entries:
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name
0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND
1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS b.c
2: 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 foo
10: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND puts
可以看到第 14、31 行，Bind 这列是 GLOBAL
我们再加上 __attribute__((weak))
$ gcc -c a.c b.c
$ readelf -s a.o b.o
文件：a.o
Symbol table '.symtab' contains 12 entries:
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name
0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND
1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS a.c
2: 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 foo
10: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND puts
11: 0000000000000011 27 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 main
文件：b.o
Symbol table '.symtab' contains 11 entries:
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name
0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND
1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS b.c
2: 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 foo
10: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND puts
可以看到第 14、31 行，Bind 这列变成了 WEAK
说明：本文的实验环境是 gcc version 5.4.0 20160609 (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.12)
以上是关于强符号与弱符号的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章