弱连接的实际应用是什么？

Question

使用特殊编译器命令可以将符号声明为弱.根据维基百科:

弱符号是目标文件或动态库中的符号定义,可以被其他符号定义覆盖

在什么场景或什么应用程序你需要弱符号？什么是典型用例？

Answer 1

弱链接的一个用途是实现C++标准中的可替换函数.即:

void *operator new(std::size_t);
void *operator new(std::size_t, std::nothrow_t const &) noexcept;
void *operator new[](std::size_t);
void *operator new[](std::size_t, const std::nothrow_t&) noexcept;
void operator delete(void *) noexcept;
void operator delete(void *, std::nothrow_t const &) noexcept;
void operator delete[](void *) noexcept;
void operator delete[](void *, std::nothrow_t const &) noexcept;

这些是必须由实现提供的函数,但如果程序实现它们,则程序的实现将替换或覆盖实现的版本.这很容易通过弱连接实现.

Answer 2

在嵌入式开发中,当你有一个中断指针向量时,能够使用弱链接来获取你不感兴趣的中断的默认处理程序非常方便.

这通过定义一个空处理程序(一次),然后为您需要的每个中断指针引入一个新的正确命名符号来工作,该指针与默认处理程序弱链接.

然后向量用这些符号填充,这些符号都将指向相同的实际代码,直到您决定使用相同(正确)的名称实现其中一个,然后您的代码"覆盖"弱链接,从而导致指向您的指针要安装在中断表中的代码.

这通常是在C和汇编的某种混合中实现的,但是使用C伪代码我们可能会有类似的东西:

static void placeholder_isr(void)
{
}

/* Introduce properly-named function pointers, with weak linking.
 * NOTE: This syntax is completely fictional as far as I know.
*/
void (*timer1_isr)() = placeholder_isr __attribute("weak linking");
void (*timer2_isr)() = placeholder_isr __attribute("weak linking");
void (*usart1_isr)() = placeholder_isr __attribute("weak linking");
void (*usart2_isr)() = placeholder_isr __attribute("weak linking");
void (*dma1_isr)() = placeholder_isr __attribute("weak linking");
void (*dma1_isr)() = placeholder_isr __attribute("weak linking");

/* Declare the table of interrupt handlers. */
static void (*isr_table)[] = {
  timer1_isr,
  timer2_isr,
  usart1_isr,
  usart2_isr,
  dma1_isr,
  dma2_isr,
} __attribute("isr vector"); /* Attribute to place it where it needs to go. */

然后你可以在需要时实现自己的功能:

void timer1_isr(void)
{
  /* Handler ISR from timer1. */
}

它不需要改变任何其他东西,它"只是有效".当然,只要您的名字是上述"支持代码"所期望的名称.

Answer 3

weak属性导致声明作为弱符号而不是全局符号发出.这主要用于定义可以在用户代码中重写的库函数,尽管它也可以与非函数声明一起使用.ELF目标支持弱符号,并且在使用GNU汇编器和链接器时也支持a.out目标.

弱属性示例:

weak.c

extern void foo() __attribute__((weak));

int main() {
if (foo) foo();
} 

foo.c的

void foo() {
printf("in foo.\n");
} 

strong.c

extern void foo() ;

int main() {
if (foo) foo();
} 

编译

$ cc weak.c // Compiles OK
$ cc strong.c // undefined reference to `foo'

当"foo"被声明为弱时,其定义可以省略,或者被不同的库替换,具有"链接时绑定"的类型.链接器将为未定义的弱符号填充0.

Answer 4

典型和日常用例是内联和模板功能.

例如,编译时的这部分代码g++ -shared -fPIC:

extern void a();

inline void foo() { a(); }

void bar() { foo(); }
void baz() { foo(); }

将符号bar和baz标记为T(正常),nm并将foo标记为W - 弱.

(即mn -C ./a.out)

理由:

内联函数和模板可以在头文件中定义,并且通常在源的不同部分中多次定义,最后只有一个保持活动状态.

如果它没有被标记为弱,那么它将是多个"foo"符号的冲突,或者编译器将无法禁用内联

Answer 5

当您希望能够覆盖代码的另一部分中的函数定义时，通常使用弱链接。这在指定例如默认错误处理程序的库中通常是这种情况，如果您使用该库，您可以使用自定义函数覆盖该处理程序。