GCC制作动态库导出符号表
来源:互联网 发布:ubuntu core 图形界面 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 01:57
GCC制作动态链接库时默认会将所有的函数及变量都导出到符号表,这里的函数及变量指的是没有使用static修饰的,使用static修饰的函数及变量不会导出。正常情况下所有符号均导出是不会有问题的,但是有时会有问题,在下边的例子中会说明。为了避免这种情况,就需要定制符号表,即仅仅将需要提供给其他模块使用的接口或变量导出到符号表,本文就是介绍制作这样的动态库的方法。
一 问题示例
介绍制作方法前先举例说明其必要性,有两个动态库libhello.so及libhello1.so,对应的源文件是hello.c及hello1.c,其源码如下:
/* *hello.c源码*/int hello(){ return 1;}
/* *hello1.c源码*/int hello(){ return 10;}
/* *hello.h源码*/int hello();
将hello.c和hello1.c分别编译成动态库:
gcc -shared -o libhello.so hello.cgcc -shared -o libhello1.so hello1.c
测试文件源码:
#include <stdio.h>#include "hello.h"int main(){printf(">>>%d\n", hello());return 0;}
现在编译测试文件,并且同时连接libhello.so和libhello1.so两个文件:
gcc main.c -L. -lhello -lhello1运行结果:>>>1
结果如下图所示:
由上图ldd查看结果可知,实际上只连接了libhello.so库,现在交换编译测试文件时连接库的顺序并运行:
gcc main.c -L. –lhello1 -lhello运行结果:>>>10
结果如下图所示:
由上图ldd查看结果可知,实际上只连接了libhello1.so库。
由此可知有相同函数时,调用先找到的库中的函数实体。假设项目中有两个模块以库的方式提供分别为A、B库,而两个库中均有函数D并且函数格式一样但功能不同,其中A库中的D是模块内部使用的,但是没有用static修饰,这样两个库的符号表中均有D函数符号,上层模块调用了D函数接口,编译时同时连接了A、B库,则实际调用的D函数就有编译链接时A在前还是B在前,如果B在前则不会有问题,但是如果A在前就会调用A中的D函数,功能就会出错。
这种问题遇到了就很不好查找与排除,因为并非代码问题,修改代码解决不了问题,所以才有了本文描述的制作自己需要的库,该库仅仅暴露提供给外部模块使用的接口符号表。
二 定制方法
2.1 前期准备
前期准备只是熟悉查看库的符号表方法及相关介绍。查看符号表用的命令是readelf,选项是-s,如readelf –s libhello.so,查看的结果如图所示:
(注:图比较长,并未截完整,剩下的都是.symtab的内容)
从上图可知,符号表有两部分:.dynsyn和.symtab,这里只做简单介绍,具体信息可自行查找。
.symtab和.dynsym两个不同的symbol table,.dynsym用来保存与动态链接相关的导入导出符号,而 .symtab 则保存所有符号,包括 .dynsym 中的符号,.dynsym是.symtab的一个子集。
ELF文件包含一些sections(如code和data)是在运行时需要的, 这些sections被称为allocable;而其他一些sections仅仅是linker、debugger等工具需要,在运行时并不需要,这些sections被称为non-allocable。当linker构建ELF文件时,它把allocable的数据放到一个地方,将non-allocable的数据放到其他地方,当OS加载ELF文件时,仅仅allocable的数据被映射到内存,non-allocable的数据仍静静地呆在文件里不被处理。strip就是用来移除某些non-allocable sections的,移除后不影响使用。
2.2 制作动态库
本文制作的动态库的目的是控制暴露在符号表中的符号,使用的是gcc的visibility属性,网上介绍还有其他方法,本文不做介绍。
制作动态库的源码hello.c如下:
/* *hello.c源码*/int call_count = 0;int hello_init(){ call_count = 0; return 0;}int hello_call_count_add(){ return ++call_count;}int hello_handle(){ return hello_call_count_add();}void hello_exit(){ call_count = 0;}
/* *hello.h源码*/#ifndef __HELLO_H#define __HELLO_Hint hello_init();int hello_handle();void hello_exit();#endif
由hello.h头文件可知hello_init()、hello_handle()和hello_exit()是对外接口,而hello_call_count_add()不是。先用常规方法制作libhello.so,查看符号表,此处仅查看.dynsyn部分,.symtab部分用strip命令处理掉。
gcc -shared -o libhello.so hello.cstrip libhello.soreadelf -s libhello.so
查看结果:
由图可知,不仅所有的函数在符号表中,未用static修饰的变量call_count也在符号表中,这没有达到目的,需要将hello_call_count_add()函数和变量call_count去掉。
要达到目的,需要用gcc的visibility属性,将需要导出的符号用__attribute__ ((visibility (“default”)))修饰,并且gcc编译时需要加入-fvisibility=hidden选项。
使用visibility属性后的源码:
#define DLL_PUBLIC __attribute__ ((visibility ("default")))int call_count = 0;DLL_PUBLIC int hello_init(){ call_count = 0; return 0;}int hello_call_count_add(){ return ++call_count;}DLL_PUBLIC int hello_handle(){ return hello_call_count_add();}DLL_PUBLIC void hello_exit(){ call_count = 0;}
编译并用strip命令处理掉.symtab部分:
gcc -shared -fvisibility=hidden -o libhello.so hello.cstrip libhello.soreadelf -s libhello.so
结果如下:
从结果可知达到了目的,经验证制作的库可以正常使用。
2.3 整理
gcc在链接时设置-fvisibility=hidden,则不加 visibility声明的都默认为hidden,即都是隐藏的, gcc默认设置-fvisibility=default,即全部可见。
三 总结
本文只介绍了linux下gcc的编译选项,交叉编译时选项参考GNU文档How to use the new C++ visibility support部分,网址:http://gcc.gnu.org/wiki/Visibility。
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