为什么同名的“构造函数”属性函数在 X 库中调用了 3 次，而不是在 X、Y、Z 库中调用了 1 次

Question

场景：

$ cat lib.c
#include <stdio.h>
#define STR_(x) #x
#define STR(x) STR_(x)
#define CAT_(x,y) x##y
#define CAT(x,y) CAT_(x,y)

__attribute__((constructor))
void CAT(foo,)(void) { printf("foo" STR(N) " %p\n", CAT(foo,)); }
void CAT(bar,N)(void){ puts("bar" STR(N)); }

$ cat main.c
void barx(void);
void bary(void);
void barz(void);

int main(void)
{
    barx();
    bary();
    barz();
}

$ cat build_run.sh
gcc lib.c -DN=x -c -fPIC -o libx.o && gcc libx.o -o libx.so -shared &&
gcc lib.c -DN=y -c -fPIC -o liby.o && gcc liby.o -o liby.so -shared &&
gcc lib.c -DN=z -c -fPIC -o libz.o && gcc libz.o -o libz.so -shared &&
export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH &&
gcc -L. -o main main.c -lx -ly -lz &&
./main

$ bash build_run.sh
foox 0x7f0bf002e139
foox 0x7f0bf002e139
foox 0x7f0bf002e139
barx
bary
barz

在这里我们看到：

1. 所有

   .so

   库都具有同名的

   constructor

   属性函数

   foo

   。
2. 函数

   foo

   从库 X 调用 3 次（这可能是意外行为），而不是从库 X、Y、Z 调用 1 次（这可能是预期行为）。

据我了解，

constructor

属性函数

foo

的地址（直接或间接）放置在

.init_array

部分中。因此，函数名称应该是无关紧要的。

核心问题：为什么函数

foo

从库 X 被调用 3 次，而不是从库 X、Y、Z 调用 1 次？

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额外观察：

1. 如果我们将

   lib.c

   从

   CAT(foo,)

   更改为

   CAT(foo,N)

   并重新运行

   build_run.sh

   ，那么我们将看到：

$ bash build_run.sh
fooz 0x7fc121dcc139
fooy 0x7fc121dd1139
foox 0x7fc121dd6139
barx
bary
barz

这是预期的行为。

2. 在 Cygwin 上运行原始（即使用

   CAT(foo,)

   ）示例会导致函数

   foo

   从库 X、Y、Z 中被调用 1 次（这可能是预期的行为）。

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系统和软件信息：

$ uname -a
Linux xxx 5.15.0-79-generic #86-Ubuntu SMP Mon Jul 10 16:07:21 UTC 2023 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

$ gcc --version
gcc (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04) 11.4.0

Answer 1

我认为这是符号插入的一个例子。

加载共享库时，动态链接器默认全局解析符号（函数名、变量）。如果两个或多个共享库定义相同的符号（例如，

foo

），则该符号的第一个加载版本将用于所有后续引用。这称为“符号插入”。

潜在的修复： 编译每个共享库时，您可以使用

-Bsymbolic

链接器选项。

Cygwin 使用 DLL 库，而 Windows 有不同的机制。在 Windows 中，每个 DLL 的函数和变量都有不同的地址空间，这意味着符号名称在每个 DLL 内独立解析，而不是在所有加载的库中全局解析。