骚操作：利用强弱符号制作插件库

本文转载自微信公众号「编程珠玑」，作者守望先生。转载本文请联系编程珠玑(ID：shouwangxiansheng)公众号。

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<stdio.h> 
__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<stdio.h> 
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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