利用强弱符号制作插件库

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，举个例子：

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：

1
2
3

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

观察可执行文件：

1 2	$ 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：

1 2	$ 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：

1	-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：

1	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。