如何使 ld 将 Multiply 定义的结构/类视为错误？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何使 ld 将 Multiply 定义的结构/类视为错误？

【英文标题】：how to make ld treat Multiply defined structs/classes as an error?

【发布时间】：2012-05-11 11:04:42

【问题描述】：

编辑——澄清我的问题的目标： 我浪费了很多时间来诊断我希望链接器报告的问题，这是由公认的糟糕的编程风格引起的，例如将一段代码从一个编译单元复制粘贴到另一个编译单元，然后对其进行修改。

我正在寻找一种在编译/链接时检测此问题的方法。

在此设置中：

啊.h

void foo();

A.cpp

struct A  
  int values[100];
  A() 
    std::cout << __FILE__ << ": A::A()\n";
;
void foo() 
   A a;

ma​​in.cpp

#include "A.h"
struct A  
  double values[100];
  A() 
  std::cout << __FILE__ << ": A::A()\n";
;
int main() foo(); 
// void foo() ===> this would cause a linker error

我希望链接器报告结构 A，或至少构造函数 A::A()，被定义了两次。

但是，g++ 4.4 链接就好了。运行代码显示，在这种情况下，链接器选择使用来自 A.cpp 的A。

$ g++ -Wall A.cpp main.cpp && ./a.out
A.cpp:3
A.cpp:7
A.cpp:3

当 函数 foo() 出现在两个目标文件中时，链接器会报告多重定义，但对于结构，它不会。

编辑：刚刚通过使用 nm -C *.o 发现 A.o 和 main.o 都将 A::A() 定义为 弱符号。这使得它可以从具有相同名称的符号池中“选择”。也许问题可以改写为“我怎样才能使编译器生成 strong 符号？”...

00000000 W A::A()

我怎样才能发现这个问题？

【问题讨论】：

像你刚才所做的那样在类中定义一个成员会隐式声明该成员为inline，这样实现将允许你在整个程序中提供多个该成员的定义。仍然要求所有这些定义彼此足够相似（我认为由于使用了__FILE__ 而不是这种情况），但这更难诊断（并且不是必需的）。

@LucDanton: 足够相似是完全一样，否则你就违反了ODR。

@LucDanton：我明白你的意思，但在这种情况下，nm 输出清楚地表明所述函数没有被内联，不是吗？

@xtofl 不要错误地认为inline 关键字与内联有任何关系（不应该责怪任何人）。它与 ODR 相关——在这里，通过使用 inline（虽然是隐含的），您要求的是 ODR 的特殊版本，这使得诊断更加困难。由于您想要更多诊断，请删除inline——加上将定义与声明分开通常也是更好的风格。

@LucDanton：不要让标准混淆你，没有比标准提供的更严格的完全相同定义：代码必须是同样，代码引用的对象必须是完全相同的对象，除非不可能，在这种情况下不能使用对象的标识，只能使用值，并且值必须完全相同。如果没有这个例外，这将违反 ODR：const int k = 10; inline int f() return k; ，因为常量具有内部链接，因此包含它的每个 TU 都有不同的k。

【参考方案1】：

也许问题可以改写为“我怎样才能使编译器生成强符号？”...

尽量限制inline函数的使用：

struct A 
    A();
;

// Inside A.cpp
A::A()  
    std::cout << __FILE__ << ": A::A()\n";

实现更有可能报告未声明 inline 的函数的 ODR 违规（包括隐式声明 inline 的函数，例如在类定义中定义的成员） ，尽管严格来说从来不需要这样的诊断。

【参考方案2】：

这不是问题，也不是重新定义。这就是 C++ 的工作原理。想想看——你把类 definitions 放在头文件中（只暴露声明远不常见）。标题几乎被复制粘贴到每个使用它们的翻译单元中。 不能在多个 TU 中拥有同一类的多个定义是错误的。所以，这不是要解决的问题。

但是，如果在同一个名称下定义了不同的类，编译器/链接器应该会报错。

【讨论】：

...当然，后者是问题真正造成伤害的时候。在过去的十年中，我已经花费了几个小时，遇到了分段错误（最佳情况）和由该问题引起的内存损坏。因此提出了这个问题。