Linux动态库的导出控制
在实际工作中，许多软件模块是以动态库的方式提供的。做为模块开发人员，我们不仅要掌握如何编写和构建动态库，还要了解如何控制动态库的导出接口，这样，我们可以向模块的用户仅导出必要的接口，而另一些内部接口，为了安全或其他考虑，可以不必导出。当需要导出C++类时，问题显得更复杂一些，不过我认为不应导出C++类成员，而只应导出纯C接口。
和Visual C++不同，GCC编译器默认会导出所有符号。假设我们需要导出两个全局函数test和test2，以及一个C++类foo，此类有两个public成员函数a和b，声明文件so.h如下：
1 #ifndef __SO_H__ 2 #define __SO_H__ 3 4 #ifdef __cplusplus 5 extern "C" { 6 #endif 7 8 void test(); 9 int test2(int _v); 10 11 12 class foo 13 { 14 public: 15 void a(); 16 int b(int _v); 17 }; 18 19 20 #ifdef __cplusplus 21 } 22 #endif 23 24 25 #endif
实现文件so.cpp如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include "so.h" 3 4 5 void test() 6 { 7 printf("test\n"); 8 } 9 10 11 int test2(int _v) 12 { 13 return _v*_v; 14 } 15 16 17 void foo::a() 18 { 19 printf("foo::a()\n"); 20 } 21 22 23 int foo::b(int _v) 24 { 25 return _v*_v; 26 }
我们把这些代码编译成一个动态库test.so:
$ g++ -shared -o test.so -fPIC so.cpp
然后使用nm命令查看动态符号表：
$ 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
可见，test、test2、foo::a、foo::b都被导出了（注意带有大写T的项）。
接着我们再写一个客户程序main.cpp，来实现此动态库，代码如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include "so.h" 3 4 int main(int argc, char** argv) 5 { 6 test(); 7 printf("test2: %d\n", test2(3)); 8 9 foo f; 10 f.a(); 11 printf("foo::b: %d\n", f.b(2)); 12 13 return 0; 14 }
编译命令和输出如下：
$ g++ -o app main.cpp test.so $ ./app test test2: 9 foo::a() foo::b: 4
上面的操作，显示了默认情况下，Linux动态库是导出了所有符号的，另外，也展示了如何导出和使用动态库中的C++类成员。
现在，假设我们要只导出全局函数test和foo类的成员函数a，怎么办呢？有好几种方法，最方便的是使用GCC编译器特性。首先，将so.h修改如下：
1 #ifndef __SO_H__ 2 #define __SO_H__ 3 4 #define DLL_PUBLIC __attribute__ ((visibility("default"))) 5 6 #ifdef __cplusplus 7 extern "C" { 8 #endif 9 10 DLL_PUBLIC void test(); 11 int test2(int _v); 12 13 14 class foo 15 { 16 public: 17 DLL_PUBLIC void a(); 18 int b(int _v); 19 }; 20 21 22 #ifdef __cplusplus 23 } 24 #endif 25 26 27 #endif
so.cpp不变。接着，使用以下命令编译test.so：
$ g++ -shared -o test.so -fPIC -fvisibility=hidden so.cpp
其中，__attribute__ ((visibility("default")))是默认可见标签，还有一个是__attribute__ ((visibility("hidden")))。-fvisibility=hidden，意思是将动态库中的符号设置为默认不导出。这样一来，只有添加了DLL_PUBLIC，也就是__attribute__ ((visibility("default")))标签的符号才会被导出。我们可以用nm命令来检验：
$ 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
可见，只留下了test和foo::a，其他两个符号已经看不到了。
如果此时，我们按一开始的步骤编译main.cpp，会报错：
$ 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, 至此我们已经实现了Linux动态库(.so)中导出符号的控制。
【参考资料】
1. 这个还讲了其他导出符号控制方法 http://blog.csdn.net/zdragon2002/article/details/6061962
2. 这是一个PDF，《how to write shared libraries》，详细讲解了如何在Linux下创建共享库
http://www.akkadia.org/drepper/dsohowto.pdf
3. GCC Visibility http://gcc.gnu.org/wiki/Visibility
