如何在每个共享库中使用自己的静态库副本

Question

我有一些无法更改或重建的静态库。该库使用全局变量。像这样的：

//lib A
#include <iostream>

static int i = 0;

void printA(){
    std::cout << i++ << std::endl;
}

我想创建两个共享库，它们拥有自己的静态库“副本”及其全局状态：

//lib B
#include "liba.h"

void printB(){
    printA();
}

⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀

//lib C
#include "liba.h"

void printC(){
    printA();
}

...同时使用它们：

#include "libb.h"
#include "libc.h"

int main(){
    printB();
    printB();
    printC();
    printC();
}

我希望得到以下输出：

0
1
0
1

.. 但实际上得到：

0
1
2
3

似乎libB 和libC 共享公共计数器变量。如果可以访问libA 源代码，我将使用-fvisibility=hidden 重新构建它。但不幸的是我只有二进制。

是否有任何方法可以在不重建 libA 的情况下实现预期行为？

Answer 1

如果 LibA 使用静态计数器，libB 和 libC 通过调用 printA 递增，那么如果没有目标文件操作或非便携式黑客，就没有办法做你想做的事。

链接器在链接时将对全局变量（甚至statics）的所有引用解析为相同的符号。

如果您愿意操作目标文件，那么以下内容应该适合您：

$ objcopy --prefix-symbols=copy_ liba.a liba-copy.a

---

#define printA copy_ printA
#include "liba.h"
/* ... */

如果您可以使用nm（您要查找的名称将采用<counter name>.<process ID> 的形式）从静态库中获取符号并且您执行以下操作，那么您可以读写运行时的静态计数器变量：

int counter asm("<counter name>.<process ID>");
counter = 0;

请注意，每次更新库后都必须重复此过程。

Answer 2

您可以复制静态库并重命名所有使用全局状态的符号。因为符号是用 c++ 编译的，所以你很不走运，符号被破坏了。

您可以为所有访问编写一个 C 接口并重新编译隐藏它的符号的静态库，然后使用一些 objcopy --prefix-symbols 或g++ -Wl,--wrap=printA 为 C 符号添加前缀/重命名。

或者您需要事先知道已经损坏的 C++ 名称，然后为库导出的每个符号调用 objcopy --redefine-sym _Z6printAv=_Z10printAcopyv 等。

以下是在损坏名称上调用 objcopy 的测试设置。我通过检查目标文件nm a.o 和nm c.o 找到了符号名称。这里是：

cat <<EOF >Makefile
all: liba.a b.o main.o  c.o
    # we have access only to liba.a only
    objcopy --redefine-sym _Z6printAv=_Z10printAcopyv liba.a libacopy.a
    g++ main.o b.o c.o liba.a libacopy.a -o a.out
    ./a.out

liba.a: a.o
    ar rcs liba.a a.o

clean:  
    rm -fr *.o *.a *.out tmp

EOF

cat <<EOF >a.cpp
#include <iostream>

static int i = 0;

void printA(){
    std::cout << i++ << std::endl;
}
EOF

cat <<EOF >b.cpp
void printA();
void printB(){
    printA();
}
EOF

cat <<EOF >c.cpp
void printAcopy();
void printC(){
    printAcopy();
}
EOF

cat <<EOF >main.cpp
void printB();
void printC();
int main(){
    printB();
    printB();
    printC();
    printC();
}
EOF

你可以用make编译并运行：

g++    -c -o a.o a.cpp
ar rcs liba.a a.o
g++    -c -o b.o b.cpp
g++    -c -o main.o main.cpp
g++    -c -o c.o c.cpp
# we have access only to liba.a only
objcopy --redefine-sym _Z6printAv=_Z10printAcopyv liba.a libacopy.a
g++ main.o b.o c.o liba.a libacopy.a -o a.out
./a.out
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