一次debug遇到的疑惑
某天發現一個程式有點問題，祭上print大法，在關鍵的 lib_func() 函式里添加 print 除錯資訊，重新編譯運行，
期望 print 出的資訊一點都沒有，但是程式確確實實又執行過了 libfunc() ，因為除了添加的除錯 print 沒有執行，libfunc() 該有的功能都執行了，這真是奇怪了，
程式不會騙人，執行的 libfunc() 肯定不是我們修改后的那個 libfunc() ，一定是別的地方有原版的 lib_func() 被執行了，一番調查，果然如此，為了便于說明，把程式和現象簡化說明如下：
程式包含如下代碼檔案——
main.c # 主程式
plugin.c # 插件程式
lib.c lib.h # 一個庫
Makefile如下：
all:main plugin
main:
cc -o main main.c lib.c -ldl -rdynamic
plugin:
cc -shared -fPIC -o plugin.so plugin.c lib.c
編譯后，生成可執行程式main， 和動態庫檔案 plugin.so，其中主程式運行的時候，會動態加載插件 plugin.so （呼叫了 lib.c 里的程式）并執行，
懷疑出問題的地方在lib.c里，修改后的lib.c內容如下,添加了debug字樣，
void lib_func() {
// fprintf(stderr, "%s()\n", __func__);
fprintf(stderr, "debug:%s()\n", __func__);
}
因為主程式沒問題，就只重新編譯了 plugin.so ，重新運行，
期望得到的print的結果是 debug:libfunc() ，實際得到卻是 libfunc()，
看起來，一個程式里的確有兩份 lib_func() 代碼，從Makefile可以看出，一份在main程式里，一份在plugin.so里，實際運行的是main里的那份，
事情忽然就有意思了：如果一個程式里包含多個相同的函式，實際執行的是哪一個？
TIPS：可以簡單的使用linux的命令 nm <程式檔案> 查看程式里有哪些函式
動態庫和符號表
盡管程式各不相同，但總有些功能很常見，每個程式都為他們寫一遍代碼很不劃算，于是獨立出來成了庫，在多個程式之間共享，一個庫也可以使用別的庫，有兩種共享的辦法：靜態的，動態的，
在編譯時，把庫的代碼復制一份合并到可執行檔案里的，是靜態庫，
在運行時，把庫的代碼加載一份到記憶體里的，是動態庫，
動態庫更節省資源，不用被復制很多次，更新也方便，
負責鏈接的東西，叫做聯結器（linker），負責加載的叫做加載器（loader），
然而計算機是根據地址來執行的，每條指令執行前都要先確定地址，動態庫加載之前，誰都不知道它會被加載到哪里，也就不知道動態庫里的指令的地址，只能通過符號（名稱）來記錄它提供給別人用的函式串列（匯出表），以及它期望別人提供給他的函式串列（匯入表），庫被加載后，就獲得了地址，程式運行前，需要先決議符號表，確定每個符號的實際地址，
我們開頭的例子，兩個相同名字的 libfunc() ，一個在main程式里，一個在plugin.so里，main先加載，plugin.so使用的 libfunc() 就被決議到了main的 libfunc() ，執行了老的 libfunc() ，而不是我們修改過的帶有debug版本，
TIPS：對程式鏈接和加載有興趣的同學可以看看 Linkers and Loaders 這本書，非常詳細，
和符號有關的編譯器選項和環境變數選項
如果條件允許，盡量不要在同一個程式中出現兩份代碼，出現相同符號的情況，造成沖突，
如果出現了符號沖突一定要解決：如本例中，假設 main 不可變，已經包含了 lib 的代碼，plugin.so 可通過 gcc 的 -Wl,-Bsymbolic選項告訴加載器優先使用自己的符號，而不優先用全域的符號，該選項可以解決符號沖突，
TIPS： 如果想觀察加載器的作業，可以使用環境變數 LD_DEBUG=all ./main 來執行程式，會獲得詳細的決議程序，manpage的 ld.so(8) 有更多詳細的說明，
最后附上示例用的代碼：
? sample cat lib.h
#ifndef UNTITLED_LIB_H
#define UNTITLED_LIB_H
void lib_func();
#endif //UNTITLED_LIB_H
? sample cat lib.c
#include <stdio.h>
#include "lib.h"
void lib_func() {
//fprintf(stderr, "%s()\n", __func__);
fprintf(stderr, "debug:%s()\n", __func__);
}
? sample cat main.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <dlfcn.h>
#include "lib.h"
int main() {
void *handle = dlopen("./plugin.so", RTLD_NOW);
void (*plugin_func)() = (void (*)()) dlsym(handle, "plugin");
plugin_func();
return 0;
}
? sample cat plugin.c
#include "lib.h"
void plugin() {
lib_func();
}
? sample cat Makefile
all:main plugin
main:
cc -o main main.c lib.c -ldl -rdynamic
plugin:plugin.c lib.c
#cc -shared -fPIC -o plugin.so plugin.c lib.c -Wl,-Bsymbolic
cc -shared -fPIC -o plugin.so plugin.c lib.c
clean:
rm -f main plugin.so
? sample
（陳國 | 天存資訊）
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