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C程序中两个库共存 | 重归混沌的BLOG

 3 years ago
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neoserver,ios ssh client

C程序中让两个不同版本的库共存

今天有同学提出，如何在一个C程序中让两个不同版本的库共存。

首先想到的方案是，把其中一个版本的库函数全部重命名，比如把每一个函数名都加一个_v2的后缀。

人工替换到没什么，但是如果函数个数超过10个，就有点不拿人当人使了。

而使有工具去替换就会遇到一些棘手的问题，如何识别哪些是函数，哪些是系统函数（系统函数不需要添加后缀)等。

随后想到的另一个解决方案是C++的方案，为其中一个版本库中的所有文件添加命名空间。然后使用g++将这部分代码编译成.o文件，之后再使用gcc将这些.o文件与整个程序中的其他代码进行链接。

不过需要注意的是，g++编译后所有导出接口名都会变化得不那么直观。

第三种方案完全解决了以上两种方案的痛点。

考虑一个C语言的编译链接过程。

首先会将每个c文件编译成.o文件。

在编译过程中，导出函数并不会被实际分配地址，而是将函数名以F符号的方式存在.o文件的符号表中。

在本c文件调用的函数如果不存在于本文件，也会生成一个UND的符号存在.o文件的符号表中。

在链接过程中，链接器接收输入的.o文件，为每个.o文件中的符号分存地址，并生成可执行文件。

有了这几点事实，问题就变得的简单多了。

首先将其中一个版本的库中所有代码编译为.o文件。然后收集所有.o文件中的F符号。

由于整个库代码有内部依赖关系，收集到的F符号必然是所有.o文件中UND符号的超集。

换句话说，所有的F符号名就是我们要重命名的所有函数名。

这里我们需要借助objdump和objcopy工具。objdump -t 用于列表.o文件的符号表，objcopy用于重命名符号。

我随手写了一段用于过虑F符号的lua脚本

--rename.lua
local list = {}
local reg = "([^%s]+)%s+([^%s]+)%s+([^%s]+)"..
"%s+([^%s]+)%s+([^%s]+)%s+([^%s]+)"
for l in io.stdin:lines() do
local a,b,c,d,e,f = string.match(l, reg)
if a and c == "F" then
list[#list + 1] = " --redefine-sym "
list[#list + 1] = string.format("%s=%s_v2", f, f)
end
end
print("#/bin/sh")
print("objcopy " .. table.concat(list) .. " $1")

我们可以使用如下命令来收集所有.o文件的F符号, 并产生修改符号所用的脚本

find . -name '*.o' | xargs objdump -t | ./lua rename > rename.sh

现在我们只需要再执行一条命令就可以把所有函数名增加一个_v2的后缀.

find . -name '*.o' | xargs -n 1 sh ./rename.sh

至此，我们这个版本的库代码的所有函数名已经全部增加了_v2后缀。

这些被处理过的.o文件与我们将所有.c代码中函数名重命名之后编译出的.o文件完全一等价。

8月2号补充：

在实际使用中发现, 局部函数(static 函数)符号有可能会被gcc做修饰，将被修饰的符号重命名会给我们带来一些麻烦，而我们原本也不需要去处理局部函数。

因此对rename.lua做如下修改，过虑掉非全局符号：

--rename.lua
local list = {}
local reg = "([^%s]+)%s+([^%s]+)%s+([^%s]+)"..
"%s+([^%s]+)%s+([^%s]+)%s+([^%s]+)"
for l in io.stdin:lines() do
local a,b,c,d,e,f = string.match(l, reg)
if a and c == "F" and b == "g" then
list[#list + 1] = " --redefine-sym "
list[#list + 1] = string.format("%s=%s_v2", f, f)
end
end
print("#/bin/sh")
print("objcopy " .. table.concat(list) .. " $1")

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