GCC的符號可見性解決多個庫同名符號衝突問題

問題

最近專案遇到一些問題，場景如下

主程式依賴了兩個庫liba的funca函式和libb的funcb函式。示意的**(main.cpp)如下：

#include 
int funca(int, int);
int funcb(int, int);
int main()

liba示意實現(liba.cpp)如下：

int subfunc(int a, int b) 
int funca(int a, int b)

libb示意實現(libb.cpp)如下：

int subfunc(int a, int b) 
int funcb(int a, int b)

可見funca呼叫了liba中的內部函式subfunc，funcb呼叫了libb中的內部函式subfunc，這兩個subfunc實現不同，但不幸的是名字不小心起得一樣了

這時我們嘗試編譯並執行：

g++ -fpic liba.cpp -shared -o liba.so g++ -fpic libb.cpp -shared -o libb.so g++ main.cpp liba.so libb.so -o main export ld_library_path=.

./main

我們期望的結果是3,1（funca和funcb各自呼叫不同的subfunc實現），

實際得到的結果是3,3（funca和funcb都呼叫了liba中的subfunc實現）原因

我們通過readelf來檢視符號：

$ readelf -a liba.so | grep subfunc
000000200a60 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裡面都有subfunc符號，名字完全一樣，而且都是global的

global的符號即全域性的符號，同名的全域性符號會被認為是同乙個符號，由於main先載入了liba，得到了liba中的subfunc符號，再載入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，全域性不可見。

如何將符號變成local的呢，最直接的就是加上visibility為hidden的標誌，修改後的liba.cpp：

__attribute__ ((visibility ("hidden"))) int subfunc(int a, int b) 
int funca(int a, int b)

再重新編譯執行，可以得到結果為3,1，成功！這裡再檢視一下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

預設local

上面的方法可以解決問題，但是，實際情況往往是，liba裡面有很多的內部函式，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) 
__attribute__ ((visibility ("default"))) int funca(int a, int b)

這時，liba的編譯引數需要加上-fvisibility=hidden：

g++ -fpic liba.cpp -shared -fvisibility=hidden -o liba.so

同樣可以解決問題。

跨平台相容性

windows平台對於符號的行為是不一樣的，windows預設動態庫里符號是local的，通過__declspec(dllexport)來宣告global符號，所以可以用下面的方式來相容：

#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複雜一些，subfunc並不是在liba中實現的，而是在另乙個外部庫libsubfunc.a中實現的。liba通過包含標頭檔案來獲取到這個函式：

#include "subfunc.h"
int funca(int a, int b)

上面的-fvisibility僅對實現生效，不能對宣告生效。但libsubfunc.a是第三方庫，我們不能去改它的**，也不能改它的標頭檔案，對於這種情況，gcc提供了下面方式來支援：

#pragma gcc visibility push(hidden)
#include "subfunc.h"
#pragma gcc visibility pop
int funca(int a, int b)

這種方式更方便靈活。

如果是dlopen載入so可以通過引數控制。

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