Linux動態庫的導出控制

在實際工作中，許多軟件模塊是以動態庫的方式提供的。做為模塊開發人員，我們不僅要掌握如何編寫和構建動態庫，還要了解如何控制動態庫的導出接口，這樣，我們可以向模塊的用戶僅導出必要的接口，而另一些內部接口，為了安全或其他考慮，可以不必導出。當需要導出C++類時，問題顯得更復雜一些，不過我認為不應導出C++類成員，而只應導出純C接口。

和Visual C++不同，GCC編譯器默認會導出所有符號。假設我們需要導出兩個全局函數test和test2，以及一個C++類foo，此類有兩個public成員函數a和b，聲明文件so.h如下：

#ifndef __SO_H__
#define __SO_H__

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void  test();
int   test2(int _v);


class foo
{
public:
    void a();
    int  b(int _v);
};


#ifdef __cplusplus
}
#endif


#endif

 

實現文件so.cpp如下：

#include <stdio.h>
#include "so.h"


void  test()
{
    printf("test\n");
}


int  test2(int _v)
{
    return _v*_v;
}


void  foo::a()
{
    printf("foo::a()\n");
}


int  foo::b(int _v)
{
    return _v*_v;
}

 

我們把這些代碼編譯成一個動態庫test.so:

$ g++ -shared -o test.so -fPIC so.cpp

然后使用nm命令查看動態符號表：

$ nm -D test.so
                 w _Jv_RegisterClasses
000000000000063e T _ZN3foo1aEv
0000000000000658 T _ZN3foo1bEi
0000000000201018 A __bss_start
                 w __cxa_finalize
                 w __gmon_start__
0000000000201018 A _edata
0000000000201028 A _end
00000000000006a8 T _fini
0000000000000508 T _init
                 U puts
000000000000061c T test
000000000000062e T test2

可見，test、test2、foo::a、foo::b都被導出了（注意帶有大寫T的項）。

接着我們再寫一個客戶程序main.cpp，來實現此動態庫，代碼如下：

#include <stdio.h>
#include "so.h"

int main(int argc, char** argv)
{
    test();
    printf("test2: %d\n", test2(3));

    foo f;
    f.a();
    printf("foo::b: %d\n", f.b(2));

    return 0;
}

 

編譯命令和輸出如下：

$ g++ -o app main.cpp test.so
$ ./app
test
test2: 9
foo::a()
foo::b: 4

 

上面的操作，顯示了默認情況下，Linux動態庫是導出了所有符號的，另外，也展示了如何導出和使用動態庫中的C++類成員。

 

現在，假設我們要只導出全局函數test和foo類的成員函數a，怎么辦呢？有好幾種方法，最方便的是使用GCC編譯器特性。首先，將so.h修改如下：

#ifndef __SO_H__
#define __SO_H__

#define DLL_PUBLIC __attribute__ ((visibility("default")))

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

DLL_PUBLIC  void  test();
int   test2(int _v);


class foo
{
public:
    DLL_PUBLIC  void a();
    int  b(int _v);
};


#ifdef __cplusplus
}
#endif


#endif

so.cpp不變。接着，使用以下命令編譯test.so：

$ g++ -shared -o test.so -fPIC -fvisibility=hidden so.cpp

其中，__attribute__ ((visibility("default")))是默認可見標簽，還有一個是__attribute__ ((visibility("hidden")))。-fvisibility=hidden，意思是將動態庫中的符號設置為默認不導出。這樣一來，只有添加了DLL_PUBLIC，也就是__attribute__ ((visibility("default")))標簽的符號才會被導出。我們可以用nm命令來檢驗：

$ nm -D test.so
                 w _Jv_RegisterClasses
00000000000005ee T _ZN3foo1aEv
0000000000201018 A __bss_start
                 w __cxa_finalize
                 w __gmon_start__
0000000000201018 A _edata
0000000000201028 A _end
0000000000000658 T _fini
00000000000004b8 T _init
                 U puts
00000000000005cc T test

可見，只留下了test和foo::a，其他兩個符號已經看不到了。

如果此時，我們按一開始的步驟編譯main.cpp，會報錯：

$ g++ -o app main.cpp test.so
/tmp/ccA12RQf.o: In function `main':
main.cpp:(.text+0x1a): undefined reference to `test2'
main.cpp:(.text+0x48): undefined reference to `foo::b(int)'
collect2: ld returned 1 exit status

 

OK, 至此我們已經實現了Linux動態庫(.so)中導出符號的控制。

 

 

【參考資料】

1. 這個還講了其他導出符號控制方法 http://blog.csdn.net/zdragon2002/article/details/6061962

2. 這是一個PDF，《how to write shared libraries》，詳細講解了如何在Linux下創建共享庫 

 http://www.akkadia.org/drepper/dsohowto.pdf

3. GCC Visibility http://gcc.gnu.org/wiki/Visibility