骚操作：利用强弱符号制作插件库

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在《什么是强符号和弱符号》中简单介绍了强弱符号，那么强弱符号的性质有什么用呢?

还记得在《什么是强符号和弱符号》中提到的链接原则吗?

当有强符号和弱符号时，选择使用强符号

那么我们正可以利用这个原则做以下事情：

定义为弱符号，如果是弱符号，使用默认行为
如果链接了库，是强符号，则使用外部定义行为

以此来实现一个类似插件的功能。通俗一点说：

当没有插件时，使用默认行为
链接了插件时，使用插件的功能

原理和示例

其原理也非常简单：

外部引用弱符号
如果符号地址为0，则说明外部没有链接插件库，未有强符号，走默认流程
如果符号地址不为0，则说明链接了插件库，执行插件库的功能。

示例程序如下：

 
 
 
  
  
  // 来源：公众号【编程珠玑】
  
  
  // 作者：守望先生
  
  
  #include
  
  
  __attribute__((weak)) void my_print();
  
  
   void test_print()
  
  
  {
  
  
      // 如果是强符号，说明链接了外部插件，使用外部定义
  
  
      if(my_print)
  
  
      {
  
  
          my_print();
  
  
      }
  
  
      else
  
  
      {
  
  
          // 弱符号，走默认逻辑
  
  
          printf("this is weak print\n");
  
  
      }
  
  
  }
  
  
  int main(void)
  
  
  {
  
  
      test_print();
  
  
      return 0;
  
  
  }

上面的test_print函数是弱符号，在没有其他地方定义的情况下，也是能够正常编译运行的：

 
 
 
  
  
  $ gcc -o main main.c
  
  
  $ ./main
  
  
  this is weak print

观察可执行文件：

 
 
 
  
  
  $ nm main |grep my_print
  
  
             w my_print

通过nm命令我们也可以知道test_print是弱符号，它前面的修饰字符是W，代表weak。

插件库

前面的示例程序已经能否工作了，如何让它能否支持插件库呢?或者说，如何让它支持外部的插件功能呢?

关于制作库(静态库或动态库制作可以参考《手把手教你制作静态库》)

这里以静态库为例：

 
 
 
  
  
  // print_plugin.c
  
  
  #include
  
  
  void my_print()
  
  
  {
  
  
      printf("this is plugin print\n");
  
  
  }

制作静态库：

 
 
 
  
  
  $ gcc -c print_plugin.c
  
  
  $ ar -rcs libprint_plugin.a print_plugin.o

链接插件库

现在重新编译main程序，并使用插件库：

 
 
 
  
  
  $ gcc -o main main.c -L./ -lprint_plugin
  
  
  $ gcc  -o main  main.c  -L. -Wl,--whole-archive -lprint_plugin -Wl,--no-whole-archive
  
  
  $ nm main |grep my_print
  
  
  000000000000067a T my_print
  
  
  $ ./main
  
  
  this is plugin print

需要注意的是，这里在链接插件库之前，需要加上：

 
 
 
  
  
  -Wl,--whole-archive

该选项会将插件库中所有符号都链接进来，若非如此，在main.c中已经有了my_print符号，将不会链接进来，而在此之后，又要将该选项恢复。最终我们可以通过nm命令看到my_print符号已经不再是W了。也就看到了最后：

 
 
 
  
  
  this is plugin print

的打印了。

也就实现了我们所谓插件的功能，换句话说，可以对目标程序进行功能的裁剪或者增加。

总结

由于以下几点原因，我们可以自己做一些支持插件库的程序：

1.重复强弱符号同存在时，使用强符号

2.弱符号链接不存在时，不会报错

3.未链接的外部符号，地址为0，可通过判断避免访问非法地址

再结合前面的例子分别解释一下：

1.这一点在《什么是强符号和弱符号》一文中已经有解释说明了

2.在开始的程序中，即便没有链接插件库，程序也可以正常编译链接通过，而不会报错

3.没有链接插件库时，由于其函数地址为0，因此，我们程序内判断，if(xxx)，当地址为0时，执行默认的行为语句。

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