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c++ - 添加私有(private)成员变量如何破坏 C++ ABI 兼容性？

coder 2023-06-03 原文

pimpl idiom常用来允许更改动态链接库中的代码，而不会破坏 ABI 兼容性并且不必重新编译依赖于库的所有代码。

大部分 explanations我看到提到添加一个新的私有(private)成员变量会更改类中公共(public)和私有(private)成员的偏移量。这对我来说很有意义。我不明白的是，这实际上是如何破坏依赖库的。

我对 ELF 文件以及动态链接的实际工作原理进行了大量阅读，但我仍然看不到更改共享库中的类大小会如何破坏。

例如这是我编写的一个测试应用程序 (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 的调用使用过程链接表 (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>

随后转到包含地址 0x804a01c 的全局偏移表 (GOT):

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                            ....

这就是动态链接器发挥其魔力的地方，它会查看 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 等后续调用some_method，GOT 中的代码实际上是共享库中的代码段。

或者类似的东西。

但鉴于上述情况，我仍然不明白共享库的类大小或其方法偏移如何在这里发挥作用。据我所知，上述步骤与类(class)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，类大小的任何更改都应该在运行时解决，不是吗？

我在这里错过了什么？

最佳答案

主要问题是，当您分配一个类的新实例时(在堆栈上或通过 new)，调用代码需要知道对象的大小。如果您稍后更改对象的大小(通过添加私有(private)成员)，这会增加所需的大小；但是您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保存对象，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，它们的代码(包括成员变量的偏移量)可能会内联到调用代码中。如果在末尾以外的任何地方添加私有(private)成员，这些偏移量将不正确，也会导致内存损坏(注意:即使添加到末尾，大小不匹配仍然是一个问题。

关于c++ - 添加私有(private)成员变量如何破坏 C++ ABI 兼容性？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/7699259/

amp43code870408e870408c++linkershared-librarieselfabi

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