动态库中的静态*template*类成员

Static *template* class member across dynamic library

本文关键字:template 成员 静态 动态      更新时间:2023-10-16

编辑:接受的答案下面的注释表明这可能是Android动态加载程序的问题。

我有一个带有静态成员的模板类的头。在运行时,静态成员的地址在库和客户端代码中使用。模板在库和客户端代码中都是隐式实例化的。它在Linux和OSX上运行良好,符号是重复的,但标记为"uniqued",如nm所示(见下文)。然而,当我为ARM(Android)编译时,DSO和可执行文件中的符号都被标记为弱。加载程序没有统一,符号在运行时被有效地复制!

我读到:一个静态成员的两个实例,怎么可能呢?静态模板数据成员存储尤其是这个答案:https://stackoverflow.com/a/2505528/2077394以及:http://gcc.gnu.org/wiki/Visibility

但我还是有点困惑。我知道可见性的属性有助于优化,但我认为它在默认情况下应该有效。我知道C++标准并不关心共享库,但这是否意味着使用共享库会破坏标准?(或者至少这个实现不符合C++标准?)额外奖励:我如何修复它?(不使用模板是不可接受的答案:)

标题:

template<class T>
struct TemplatedClassWithStatic {
    static int value;
};
template<class T>
int TemplatedClassWithStatic<T>::value = 0;

shared.cpp:

#include "TemplateWithStatic.hpp"
int *addressFromShared() {
    return &TemplatedClassWithStatic<int>::value;   
}

main.cpp:

#include "TemplateWithStatic.hpp"
#include <cstdio>
int *addressFromShared();
int main() {
    printf("%p %pn", addressFromShared(),  &TemplatedClassWithStatic<int>::value);
}

建筑,看符号定义:

因此:

 g++-4.8  -shared src/shared.cpp  -o libshared.so -I include/ -fPIC

编译和链接主文件:

 g++-4.8 src/main.cpp -I include/ -lshared -L.

符号标记为"唯一":

nm -C -A *.so a.out | grep 'TemplatedClassWithStatic<int>::value'
libshared.so:0000000000200a70 u TemplatedClassWithStatic<int>::value
a.out:00000000006012b0 u TemplatedClassWithStatic<int>::value

因此

~/project/android-ndk-r9/toolchains/arm-linux-androideabi-4.8/prebuilt/darwin-x86_64/bin/arm-linux-androideabi-g++    -o libshared.so src/shared.cpp   -I include/  --sysroot=/Users/amini/project/android-ndk-r9/platforms/android-14/arch-arm/ -shared

编译和链接主

~/project/android-ndk-r9/toolchains/arm-linux-androideabi-4.8/prebuilt/darwin-x86_64/bin/arm-linux-androideabi-g++  src/main.cpp  libshared.so    -I include/  --sysroot=${HOME}/project/android-ndk-r9/platforms/android-14/arch-arm/  -I ~/project/android-ndk-r9/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.8/include -I ~/project/android-ndk-r9/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.8/libs/armeabi-v7a/include -I ~/project/android-ndk-r9/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.8/include/backward    -I ~/project/android-ndk-r9/platforms/android-14/arch-arm/usr/include  ~/project/android-ndk-r9/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.8/libs/armeabi-v7a/libgnustl_static.a -lgcc

符号很弱!

nm -C -A *.so a.out | grep 'TemplatedClassWithStatic<int>::value'
libshared.so:00002004 V TemplatedClassWithStatic<int>::value
a.out:00068000 V TemplatedClassWithStatic<int>::value

编辑,注意上下文:我正在玩OOLua,这是一个帮助将C++绑定到Lua的库,当我开始以Android为目标时,我的单元测试失败了。我不"拥有"代码,我宁愿对它进行深入修改。

编辑,在Android上运行:

adb push libshared.so data/local/tmp/
adb push a.out data/local/tmp/ 
adb shell "cd data/local/tmp/ ; LD_LIBRARY_PATH=./ ./a.out"
0xb6fd7004 0xb004

Android不支持唯一符号。它是ELF格式的GNU扩展,仅适用于GLIBC 2.11及更高版本。Android根本不使用GLIBC,它使用了一个名为Bionic的不同的C运行时。

(更新)如果弱符号对您不起作用(结束更新)恐怕您将不得不修改代码,使其不依赖于静态数据。

您可以调整一些编译器/链接器设置以启用此功能(您查看过-fvisibility标志吗?)。

GCC属性修饰符可能值得尝试(在变量上显式设置__attribute__ ((visibility ("default"))))。

如果做不到这一点,我唯一能建议的解决方案是:(所有这些都有点丑陋):

  1. 显式实例化在共享库中创建的模板的所有形式,并在其实现中(而不是在头中)提供初始化器。这可能起作用,也可能不起作用
  2. 类似于(1),但使用shim函数作为共享变量的myers单例(下面的示例)
  3. 基于rtti在映射中为类分配一个变量(这也可能在共享库边界上失败)

例如

template<class T>
struct TemplatedClassWithStatic {
    static int& getValue() { return TemplatedClassWithStatic_getValue((T const*)0); }
};
// types used by the shared library.. can be forward declarations here but you run the risk of violating ODR.
int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeA*);
int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeB*);
int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeC*);

共享.cpp

int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeA*) {
   static int v = 0;
   return v;
}
int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeB*) {
   static int v = 0;
   return v;
}
int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeC*) {
   static int v = 0;
   return v;
}

可执行文件还必须提供用于实例化模板的任何类型的实现。