c - 为什么 C 头文件中的全局变量定义有效？

Question

这个问题在这里已经有了答案:





What happens if I define the same variable in each of two .c files without using "extern"?

(3 个回答)


去年关闭。




从我在其他地方看到的许多stackoverflow问题中，定义globals的方式是将它们定义在一个 .c 中文件，然后将其声明为 extern在一个头文件中，然后包含在所需的 .c 中文件。
然而，今天我在头文件中看到代码库全局变量定义，我开始争论，但他坚持认为它会起作用。现在，我不知道为什么，所以我创建了一个小项目来快速测试它:
交流电

#include <stdio.h>
#include "a.h"

int main()
{
    p1.x = 5;
    p1.x = 4;
    com = 6;
    change();
    printf("p1 = %d, %d\ncom = %d\n", p1.x, p1.y, com);
    return 0;
}

公元前

#include "a.h"

void change(void)
{
    p1.x = 7;
    p1.y = 9;
    com = 1;
}

啊

typedef struct coord{
    int x;
    int y;
} coord;

coord p1;
int com;

void change(void);

生成文件

all:
    gcc -c a.c -o a.o
    gcc -c b.c -o b.o
    gcc a.o b.o -o run.out

clean:
    rm a.o b.o run.out

输出

p1 = 7, 9
com = 1

这是如何工作的？这是我设置测试方式的产物吗？是不是更新的 gcc已经设法捕获了这种情况？还是我对整件事的解释完全错误？请帮忙...

Answer 1

这依赖于所谓的“通用符号”，它是标准 C 暂定定义概念 (https://port70.net/~nsz/c/c11/n1570.html#6.9.2p2) 的扩展，除了大多数 UNIX 链接器也可以跨翻译单元工作(许多甚至使用共享动态库)
AFAIK，该功能几乎永远存在，它与 fortran 兼容性/相似性有关。
它通过编译器为未初始化(暂定)全局变量提供一个特殊的“通用”类别(在 nm 实用程序中显示为 "C"，代表“通用”)来工作。
数据符号类别示例:

  #!/bin/sh -eu
(
cat <<EOF
int common_symbol; //C
int zero_init_symbol = 0; //B
int data_init_symbol = 4; //D
const int const_symbol = 4; //R
EOF
) | gcc -xc - -c -o data_symbol_types.o
nm data_symbol_types.o

输出:

0000000000000004 C common_symbol
0000000000000000 R const_symbol
0000000000000000 D data_init_symbol
0000000000000000 B zero_init_symbol

每当链接器看到特定符号的多个重新定义时，它通常会生成链接器错误。
但是当这些重新定义属于公共(public)类别时，链接器会将它们合并为一个。
此外，如果特定符号有 N-1 个通用定义和一个非暂定定义(在 R、D 或 B 类别中)，则所有定义都合并到一个非暂定定义中，并且不会产生错误。
在其他情况下，您会遇到符号重新定义错误。
尽管通用符号得到广泛支持，但它们在技术上并不是标准的 C 语言，并且依赖它们在理论上是未定义的行为(尽管在实践中它经常起作用)。 clang和 tinycc，据我所知，不生成通用符号(在那里你应该得到一个重新定义错误)。在 gcc , 可以使用 -fno-common 禁用通用符号生成.
(Ian Lance Taylor 关于链接器的系列有更多关于常用符号的信息，它还提到链接器甚至允许合并不同大小的常用符号，使用最终对象的最大尺寸: https://www.airs.com/blog/archives/42。我相信这个奇怪的技巧曾经被 libc 使用过有一定效果)