Question

pimpl idiom通常用于允许更改动态链接库中的代码，而不会破坏ABI兼容性并且必须重新编译依赖于库的所有代码。

我提到的大多数explanations都提到添加新的私有成员变量会更改类中公共成员和私有成员的偏移量。这对我来说很有意义。我不明白的是，实际上这实际上是如何打破依赖库。

我已经对ELF文件以及动态链接的实际工作方式进行了大量阅读，但我仍然没有看到如何更改共享库中的类大小会破坏事物。

E.g。这是我编写的测试应用程序（a.out），它使用来自测试共享库（libInterface.so）的代码（Interface::some_method）：

aguthrie@ana:~/pimpl$ objdump -d -j .text a.out 
08048874 <main>:
...
 8048891:   e8 b2 fe ff ff          call   8048748 <_ZN9Interface11some_methodEv@plt>

对some_method的调用使用程序链接表（PLT）：

aguthrie@ana:~/pimpl$ objdump -d -j .plt a.out 

08048748 <_ZN9Interface11some_methodEv@plt>:
 8048748:   ff 25 1c a0 04 08       jmp    *0x804a01c
 804874e:   68 38 00 00 00          push   $0x38
 8048753:   e9 70 ff ff ff          jmp    80486c8 <_init+0x30>

随后进入全局偏移表（GOT），其中包含地址0x804a01c：

aguthrie@ana:~/pimpl$ readelf -x 24 a.out 

Hex dump of section '.got.plt':
  0x08049ff4 089f0408 00000000 00000000 de860408 ................
  0x0804a004 ee860408 fe860408 0e870408 1e870408 ................
  0x0804a014 2e870408 3e870408 4e870408 5e870408 ....>...N...^...
  0x0804a024 6e870408 7e870408 8e870408 9e870408 n...~...........
  0x0804a034 ae870408                            ....

然后这就是动态链接器工作的魔力并查看LD_LIBRARY_PATH中共享库中包含的所有符号，在libInterface.so中找到Interface::some_method并将其代码加载到GOT中，以便后续调用some_method，GOT中的代码实际上是共享库中的代码段。

或者那些东西。

但鉴于上述情况，我仍然不明白共享lib的类大小或其方法偏移是如何发挥作用的。据我所知，上述步骤与班级规模无关。看起来只有库中方法的符号 name 包含在a.out中。当链接器将代码加载到GOT中时，应该在运行时解析类大小的任何更改，不是吗？

我在这里缺少什么？

Answer 1

主要问题是，当你分配一个新的类实例（在堆栈上，或通过new）时，调用代码需要知道对象的大小。如果稍后更改对象的大小（通过添加私有成员），则会增加所需的大小;但是你的来电者仍在使用旧尺寸。所以你最终没有分配足够的空间来容纳对象，然后对象的构造函数继续破坏堆栈（或堆），因为它假设它有足够的空间。

此外，如果您有任何内联成员函数，则可以将其代码（包括成员变量的偏移量）内联到调用代码中。如果您将私有成员添加到除结尾之外的任何位置，这些偏移将不正确，也会导致内存损坏（注意：即使您添加到最后，大小不匹配仍然是一个问题）。

如何添加私有成员变量来破坏C ++ ABI兼容性？

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