Question

我是编程新手，我从c开始。我正在学习链接器如何解析在多个位置定义的全局符号这一点。所以我做了一个小程序，上面写着：

// main.c

#include <stdio.h>

void b(void);


int x;
int a=10;
int y =500;
int x1 = 2016;

int main()
{
b();


printf("x = %1f y = %d\n",x , y);
return 0;
}

// second_file.c

double x=100.0;
int g=100;
extern int y;
void b()
{
x = -100.0;

}

我从链接器遵循的规则中知道可以解决这种情况，链接器将选择强符号，在这种情况下（双倍x = 100.0;）不是main.c中定义的整数。所以我希望输出是x = -100.0 y = 500，但是输出为x = 0.000000 y = 89，谁能解释为什么我找到了这个输出，或者我错了？

我试图在cmd（用于Windows）中使用objdump命令查看符号表，也许我发现了一些使我理解的东西，但又发现了另一件事，很奇怪，我发现了变量的地址，如下所示：

a ------ 0x00000000

y ------ 0x00000004

x1 ----- 0x00000008

x ------ 0x00000010

g ------ 0x00000018

我认为x应该从0x0000000c开始，为什么不这样？

Answer 1

main.c中的声明

int x;

与second_file中的那个无关。c

double x=100.0;

因为它们的范围（可见性）仅限于其编译单元。也就是说，它们是全局变量，但（大致）仅在同一文件中的函数中可见。如果您希望两个文件共享相同的全局变量，则必须使用extern关键字来指定它：

extern int x;

在其中一个文件中，这将强制链接器在实现该声明的链接时匹配符号。

不要忘记：您可以多次声明一个变量（类型一致），但只能定义一次。为了避免花太长时间回答这个问题，请尝试在stackoverflow中搜索在多个文件中使用全局变量的最佳方法。最好通过* .h进行声明，当然要在一个* .c文件中实现它。

最后，在此示例中，链接器无论如何都不会将int x声明与double x定义匹配，并且在链接时会引发错误。

Answer 2

您可能知道或可能不知道，您需要小心使用多个定义。理想情况下，每个全局符号将被精确定义一次。在各种情况下，您都可以避开多个定义，但是您必须要小心。

在这种情况下，您依赖于“公共分配模型”，该模型在（并且至今仍然）在C编译器中广泛存在，这是因为无论是否相信FORTRAN都会对其产生早期影响。该模型表明，您最多可以具有多个定义，只要其中一个给出一个初始化值即可。但是-这是最大的问题-所有定义都必须具有相同的类型。（我不确定我是否曾经看过这个规则；我不确定我什至没有明确考虑过它，因为它最终显然必须是这样。）

C使用单独编译的概念。每个.c文件都会编译成一个单独的独立“目标文件”。后来，一个名为 linker 的单独程序将目标文件链接在一起。链接程序将最终地址分配给全局变量，并最终解决了公共分配。

但是链接程序仅解析地址。它将安排x中的main.c和x中的second_file.c位于同一地址。但是，如果main.c认为在位置int上有一个x，这就是它的解释方式。并且如果second_file.c认为位置double处有一个x，并且确实在其中存储了一个类型为double的值，那么当main.c试图执行以下操作时，它将变得很乱将该位模式解释为int。

@ user58697在另一个答案中讨论，您在printf调用中遇到了其他问题，试图使用%f打印（编译器认为是）int值，永远也无法正常工作。

Answer 3

首先，在一行中

    printf("x = %1f y = %d\n",x , y);

您撒谎了printf。您告诉编译器压入一个int（价值4个字节），但指示printf拉一个double（显然8个字节）。这是一个UB。所有赌注都关闭了。没有人知道printf将从哪里y撤出。

x会发生这种情况：

vnp$ nm -n main.o
                 U _b
                 U _printf
0000000000000000 T _main
0000000000000004 C _x
0000000000000040 D _a
0000000000000044 D _y
0000000000000048 D _x1

您会看到_x用C注释（对于Common）。编译器将int x;定义为，意识到x是未初始化的全局变量，并将其放置在BSS中。在它编译时

    printf("x = %1f y = %d\n",x , y);

行，它生成了相对于.bss的重定位记录。

但是，链接器从第二个文件中选择了x，并将其放置在.data中，但是按指示执行了相对于.bss的重定位。这就是x打印为0的原因。

免责声明：由于存在UB，因此以上内容纯属猜测（但受过良好教育）。

PS：x的地址是由于对齐要求或double而引起的。

链接器如何解析在多个位置定义的相同名称的全局符号

3 个答案: