电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 控制共享库的符号可见性-符号可见性简介（1） [打印本页]

作者: look_w 时间: 2018-1-8 15:17 标题: 控制共享库的符号可见性-符号可见性简介（1）

什么是符号和符号可见性符号是谈及对象文件、链接等内容时的基本术语之一。实际上，在 C/C++ 语言中，符号是很多用户定义的变量、函数名称以及一些名称空间、类/结构/名称等的对应实体。例如，当我们定义非静态全局变量或非静态函数时，C/C++ 编译器就会在对象文件中生成符号，这些符号对于链接器（linker）确定不同模块（对象文件、动态共享库、可执行文件）是否会共享相同的数据或代码很有用。
尽管变量和函数都可能会在模块之间共享，但是对象文件之间的变量共享更为常见。例如，程序员可能会在 a.c 中声明一个变量：

1	extern int shared_var;

却在 b.c 中定义该变量：

1	int shared_var;

这样，两个 shared_var 符号会出现在已编译的对象 a.o 和 b.o 中，最后在链接器解析之后，a.o 中的符号会共享 b.o 的地址。但是，人们很少让变量在共享库和可执行文件之间共享。对于此类模块，通常只会让函数对其他模块可见。有时，我们将此类函数称之为 API，因为我们觉得该模块是为其他模块提供调用的接口。我们也把这种符号称为导出的 (exported)，因为它对其他模块可见。注意，此可见性只在动态链接时有效，因为共享库通常在程序运行时被加载为内存映像的一部分。因此，符号可见性 (symbol visibility) 是所有全局符号的一个用于动态链接的属性。
为什么需要控制符号可见性在不同的平台上，XL C/C++ 编译器可能会选择导出或者不导出模块中的所有符号。例如，在 IBM PowerLinux™ 平台上创建 Executable and Linking Format (ELF) 共享库时，默认情况下，所有的符号都会导出。在 POWER 平台上的 AIX 系统中创建 XCOFF 库时，当前 XL C/C++ 编译器在没有工具的帮助下可能会选择不导出任何符号。还有其他方式允许程序员逐个地决定符号可见性（这是本系列下一部分要介绍的内容）。但是，一般不建议导出模块中的所有符号。程序员可以根据需要导出符号。这不仅对库的安全有益，也对动态链接时间有益。
程序员选择导出所有符号时，存在很高的风险，链接时可能会出现符号冲突，尤其是当模块是由不同的开发人员开发的时。因为符号是低级别的概念，所以它不涉及到作用域。只要有人链接一个跟您的库具有相同符号名称的库，当进行链接器解析时，该库就可能会意外地覆盖您自己的符号（但愿会给出一些警告或错误信息）。大多数情况下，此类符号从来不会被从库设计者的角度去使用。因此，为符号创建有限制、有含义（经过深思熟虑）的名称，对于避免此类问题有很大帮助。
对于 C++ 编程，现在越来越注重性能了。然而，由于对其他库的依赖性以及使用特定的 C++ 特性（比如模板），编译器/链接器趋向于会使用和生成大量的符号。因此，导出所有符号会减慢程序速度，并耗用大量内存。导出有限数量的符号可以缩短动态共享库的加载和链接时间。此外，也支持编译器角度的优化，这意味着会生成更有效的代码。
以上关于导出所有符号的缺点解释了为什么一定要定义符号可见性。在本文中，我们将提供一些解决方案来控制动态共享对象 (DSO) 中的符号。用户可以使用不同的方式解决相同的问题，我们将提议特定平台应该首选哪种解决方式。

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)