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假设我有两个翻译单元:
foo.cpp
void foo() {
auto v = std::vector<int>();
}
void bar() {
auto v = std::vector<int>();
}
std::vector<int>
。
最佳答案
C++要求inline function definition
出现在引用该功能的翻译单元中。模板成员
函数是隐式内联的,但默认情况下是使用外部实例化的
链式。因此,重复定义将在链接器可见时显示
使用不同的相同模板参数实例化相同模板
翻译单位。链接器如何应对这种重复是您的问题。
您的C++编译器受C++标准的约束,但您的链接器不受此约束
关于如何将C++链接起来的任何成文标准:这是它本身的法律,
Root 于计算历史,对对象的源语言无动于衷
对其链接进行编码。您的编译器必须使用目标链接器
可以并且将会这样做,以便您可以成功地链接程序并查看它们
您的期望。因此,我将向您展示GCC C++编译器如何与
GNU链接器以不同的翻译单元处理相同的模板实例。
该演示利用了以下事实:尽管C++标准要求-
由One Definition Rule
-同一模板的不同翻译单元中的实例化具有
相同的模板参数应具有相同的定义,编译器-
当然-不能对不同的关系强制执行类似的要求
翻译单位。它必须信任我们。
因此,我们将在不同的位置使用相同的参数实例化相同的模板
翻译单位,但我们会通过向其中注入(inject)宏控制差异来作弊
不同翻译单元中的实现,随后将显示
链接器选择哪个定义。
如果您怀疑此作弊使演示无效,请记住:编译器
不知道ODR是否曾经在不同的翻译部门得到认可,
因此它在该帐户上的行为不会有所不同,并且没有这样的事情
作为“欺骗”链接器。无论如何,该演示将证明它是有效的。
首先,我们有我们的作弊模板头:
something.hpp
#ifndef THING_HPP
#define THING_HPP
#ifndef ID
#error ID undefined
#endif
template<typename T>
struct thing
{
T id() const {
return T{ID};
}
};
#endif
ID
的值是我们可以注入(inject)的跟踪器值。
#define ID 0xf00
#include "thing.hpp"
unsigned foo()
{
thing<unsigned> t;
return t.id();
}
foo
,其中
thing<unsigned>
是
t
,并返回
t.id()
。通过具有功能
thing<unsigned>
的外部链接,
foo
用于此目的
#define ID 0xb00
#include "thing.hpp"
unsigned boo()
{
thing<unsigned> t;
return t.id();
}
foo.cpp
代替
boo
和
foo
=
ID
。
#include <iostream>
extern unsigned foo();
extern unsigned boo();
int main()
{
std::cout << std::hex
<< '\n' << foo()
<< '\n' << boo()
<< std::endl;
return 0;
}
0xb00
的返回值-我们的作弊者应使用此返回值
foo()
-然后是
f00
的返回值-我们的作弊应该使它成为=
boo()
。
b00
,并使用
foo.cpp
进行编译,因为我们想要
g++ -c -save-temps foo.cpp
-save-temps
中,感兴趣的部分是
foo.s
的定义(mangled =
thing<unsigned int>::id() const
):
.section .text._ZNK5thingIjE2idEv,"axG",@progbits,_ZNK5thingIjE2idEv,comdat
.align 2
.weak _ZNK5thingIjE2idEv
.type _ZNK5thingIjE2idEv, @function
_ZNK5thingIjE2idEv:
.LFB2:
.cfi_startproc
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
movq %rdi, -8(%rbp)
movl $3840, %eax
popq %rbp
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.section .text._ZNK5thingIjE2idEv,"axG",@progbits,_ZNK5thingIjE2idEv,comdat
_ZNK5thingIjE2idEv
合并到
.text._ZNK5thingIjE2idEv
(即代码)部分。一个
.text
称为功能部分。
.text.<function_name>
函数的定义。
.weak _ZNK5thingIjE2idEv
<function_name>
归类为
weak符号。
.type _ZNK5thingIjE2idEv, @function
thing<unsigned int>::id() const
分类为引用函数-而不是数据。
thing<unsigned int>::id()
标记,本地相同
_ZNK5thingIjE2idEv
。该代码返回3840(= 0xf00)。
.LFB2
:
g++ -c -save-temps boo.cpp
boo.cpp
中如何定义
thing<unsigned int>::id()
.section .text._ZNK5thingIjE2idEv,"axG",@progbits,_ZNK5thingIjE2idEv,comdat
.align 2
.weak _ZNK5thingIjE2idEv
.type _ZNK5thingIjE2idEv, @function
_ZNK5thingIjE2idEv:
.LFB2:
.cfi_startproc
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
movq %rdi, -8(%rbp)
movl $2816, %eax
popq %rbp
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
boo.s
的实例化
thing<T>
。在这种情况下,
T = unsigned
剩下的全部是
thing<unsigned>
的定义,也称为
_ZNK5thingIjE2idEv
。
thing<unsigned int>::id() const
在给定的翻译单元中。如果必须实例化
thing<unsigned>
成员函数,然后组装实例化成员的定义
g++ -c main.cpp
thing<unsigned>
进行诊断跟踪,
g++ -o prog main.o foo.o boo.o -Wl,--trace-symbol='_ZNK5thingIjE2idEv',-M=prog.map
foo.o: definition of _ZNK5thingIjE2idEv
boo.o: reference to _ZNK5thingIjE2idEv
_ZNK5thingIjE2idEv
的定义:
_ZNK5thingIjE2idEv
并在
foo.o
中调用它。
./prog
f00
f00
boo.o
和
foo()
都返回
boo()
的值
thing<unsigned>().id()
中实例化的。
foo.cpp
的其他定义已成为什么
thing<unsigned int>::id() const
中?该 map 文件显示了我们:
...
Discarded input sections
...
...
.text._ZNK5thingIjE2idEv
0x0000000000000000 0xf boo.o
...
...
boo.o
中的功能部分,该部分
boo.o
,但这一次是将
prog
和
foo.o
相反的顺序:
$ g++ -o prog main.o boo.o foo.o -Wl,--trace-symbol='_ZNK5thingIjE2idEv',-M=prog.map
boo.o: definition of _ZNK5thingIjE2idEv
foo.o: reference to _ZNK5thingIjE2idEv
boo.o
获取
_ZNK5thingIjE2idEv
的定义,并
boo.o
。该程序确认:
$ ./prog
b00
b00
...
Discarded input sections
...
...
.text._ZNK5thingIjE2idEv
0x0000000000000000 0xf foo.o
...
...
foo.o
来自
.text._ZNK5thingIjE2idEv
。
foo.o
的通常做法是在头文件中的任何地方放置类模板(并且这样做时不进行宏注入(inject)任何本地编辑)是一种遵循规则的相当可靠的方法。
关于c++ - 链接器如何在翻译单元之间处理相同的模板实例化?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/44335046/
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