链接静态库时内联函数的多个定义

我有一个C ++程序,我用mingw编译(gcc for Windows)。 使用包含gcc 4.4.1的mingw的TDM版本。 可执行文件链接到两个静态库(.a)文件:它们是用C语言编写的第三方库; 另一个是由我编写的C ++库,它使用C库提供我自己的C ++ API。

在我看来,过多的C库function部分是在内联函数中实现的。 当你使用C库的API时,你无法避免包含内联函数,但当我尝试将它们全部链接在一起时,我收到链接错误,说明所有内联函数都有多个定义 – 我都有在我的C ++包装器库中调用,而我没有调用它,基本上在头文件中内联定义的任何东西都有一个在C库和C ++库中为它创建的函数。

当包含文件在同一项目中的不同.c或.cpp文件中多次使用时,它不会导致多个定义错误; 问题只是它为每个库生成一个定义。

编译器如何/为什么在两个库中为这些内联函数生成函数和符号? 如何强制它停止在我的代码中生成它们? 是否有一个工具可以运行以从.a文件中删除重复的函数,或者是一种使链接器忽略多个定义的方法?

(仅供参考,第三方库在其所有标题中都包含#ifdef __cplusplus和extern“C”保护;无论如何,如果这是问题,它不会导致符号的多重定义,它会导致相反的问题,因为符号会不确定或至少不同。)

值得注意的是,如果我链接到第三方C库的DLL,则不会发生链接错误; 然而,我得到奇怪的运行时故障,似乎与我的代码有关,它应该从DLL调用自己的函数版本。 (好像编译器正在创建我没有要求的本地版本的函数。)

之前已经问过这个问题的类似版本,但是,我没有找到任何这些问题的答案:

这个问题的答案是海报是多个定义变量 ,我的问题是内联函数的多重定义 : 重复的多重定义错误在多个cpps中包含相同的标题

这是一个MSVC计划,但我正在使用mingw; 另外,这个问题中海报的问题是在标题中类主体之外的C ++类构造函数的定义,而我的问题是内联的C函数: 静态Lib多重定义问题

这个傻瓜将他的所有C代码重命名为C ++文件,而他的C代码不是C ++ – 安全: 链接时许多std :: functions的多个定义

这个只是想知道为什么违反一个定义规则不是错误: 具有不同定义的内联函数的不可预测的行为

首先,你必须了解C99内联模型 – 也许你的标题有问题。 内联函数有两种定义,具有外部(非静态)链接

  • 外部定义
    函数的这个定义只能在指定的TU中在整个程序中出现一次。 它提供了可以从其他TU使用的导出function。

  • 内联定义
    这些出现在每个TU中,其中声明为单独的定义。 这些定义不需要彼此相同或与外部定义相同。 如果在库中使用内部函数,则可以省略对函数参数的检查,否则这些参数将在外部定义中完成。

函数的每个定义都有自己的局部静态变量 ,因为它们的局部声明没有链接(它们不像C ++那样共享)。 如果,非静态内联函数的定义将是内联定义

  • TU中的每个函数声明都包含inline的说明符和
  • TU中的函数声明中没有包含说明符extern

否则,必须出现在该TU中的定义(因为内联函数必须在声明的相同TU中定义)是外部定义。 在对内联函数的调用中, 未指定是使用外部定义还是内联定义 。 但是,因为在所有情况下定义的函数仍然相同(因为它具有外部链接),所以无论出现多少内联定义,它的地址在所有情况下都相等。 因此,如果您使用函数的地址,则编译器可能会解析为外部定义(特别是在禁用优化的情况下)。

演示错误使用inline的示例,因为它在两个TU中包含两次函数的外部定义,导致多个定义错误

 // included into two TUs void f(void); // no inline specifier inline void f(void) { } 

以下程序很危险,因为编译器可以自由使用外部定义,但程序不提供

 // main.c, only TU of the program inline void g(void) { printf("inline definition\n"); } int main(void) { g(); // could use external definition! } 

我使用GCC进行了一些测试用例,进一步certificate了这种机制:

main.c中

 #include  inline void f(void); // inline definition of 'f' inline void f(void) { printf("inline def main.c\n"); } // defined in TU of second inline definition void g(void); // defined in TU of external definition void h(void); int main(void) { // unspecified whether external definition is used! f(); g(); h(); // will probably use external definition. But since we won't compare // the address taken, the compiler can still use the inline definition. // To prevent it, i tried and succeeded using "volatile". void (*volatile fp)() = &f; fp(); return 0; } 

main1.c

 #include  inline void f(void); // inline definition of 'f' inline void f(void) { printf("inline def main1.c\n"); } void g(void) { f(); } 

main2.c

 #include  // external definition! extern inline void f(void); inline void f(void) { printf("external def\n"); } void h(void) { f(); // calls external def } 

现在,该计划输出了我们的预期!

 $ gcc -std=c99 -O2 main.c main1.c main2.c inline def main.c inline def main1.c external def external def 

查看符号表,我们将看到内联定义的符号未导出(来自main1.o ),而导出外部定义(来自main2.o )。


现在,如果您的静态库每个都有其内联函数的外部定义(正如它们所应),它们将自然地相互冲突。 解决方案是使内联函数静态或仅重命名它们。 这些将始终提供外部定义(因此它们是完整的定义),但它们不会导出,因为它们具有内部链接,因此不会冲突

 static inline void f(void) { printf("i'm unique in every TU\n"); }