浅谈一下嵌入式中的强符号和弱符号
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2022-07-13 11:36
__attribute__ 是一个编译器指令，其实是 GNU C 的一种机制，本质是一个编译器的指令，在声明的时候可以提供一些属性，在编译阶段起作用，来做多样化的错误检查和高级优化。
用于在 C、C++、Objective-C 中修饰变量、函数、参数、方法、类等。
合理使用 __attribute__ 有什么好处？
给编译器提供上下文，帮助编译器做优化，合理使用可以收到显著的优化效果。编译器会根据 __attribute__ 产生一些编译警告，使代码更规范。给代码阅读者提供必要的注解，助其理解代码意图。
总之， __attribute__ 起到了给编译器提供上下文的作用，如果错误的使用 __attribute__ 指令，因为给编译器提供了错误的上下文，由此引起的错误通常很难被发现。
强符号和弱符号
在同一作用域下不能定义同一个变量或函数，很多C语言学习者都理所当然地这么认为。
这个其实是是有所偏颇的，GNU C对标准C语言进行了扩展，在GCC中，对于符号(在编译时，变量和函数都被抽象成符号)而言，存在着强符号和弱符号之分。是的，是否支持这个特性是由不同的C语言标准决定的。
对于C/C++而言，编译器默认函数和已初始化的全局变量为强符号，而未初始化的全局变量为弱符号，在编程者没有显示指定时，编译器对强弱符号的定义会有一些默认行为，同时开发者也可以对符号进行指定，使用"attribute((weak))"来声明一个符号为弱符号。
定义一个相同的变量，当两者不全是强符号时，gcc在编译时并不会报错，而是遵循一定的规则进行取舍：
当两者都为强符号时，报错：redefinition of 'xxx' 当两者为一强一弱时，选取强符号的值 当两者同时为弱时，选择其中占用空间较大的符号，这个其实很好理解，编译器不知道编程者的用意，选择占用空间大的符号至少不会造成诸如溢出、越界等严重后果。 在默认的符号类型情况下，强符号和弱符号是可以共存的，类似于这样：
int x;
int x = 1;
编译不会报错，在编译时x的取值将会是1.
但是使用 __attribute__((weak)) 将强符号转换为弱符号，却不能与一个强符号共存，类似于这样：
int __attribute__((weak)) x = 0;
int x = 1;
编译器将报重复定义错误。
强引用和弱引用
除了强符号和弱符号的区别之外，GNUC还有一个特性就是强引用和弱引用，我们知道的是，编译器在编译阶段只负责将源文件编译成目标文件(即二进制文件)，然后由链接器对所有二进制文件进行链接操作。
在分离式编译中，当编译器检查到当前使用的函数或者变量在本模块中仅有声明而没有定义时，编译器直接使用这个符号，将工作转交给链接器，链接器则负责根据这些信息找到这些函数或者变量的实体地址。
因为在程序执行时，程序必须确切地知道每个函数和全局变量的地址。如果没有找到该符号的实体，就会报undefined reference错误，这种符号之间的引用被称为强引用.
编译器默认所有的变量和函数为强引用，同时编程者可以使用 __attribute__((weakref)) 来声明一个函数，注意这里是声明而不是定义，既然是引用，那么就是使用其他模块中定义的实体，对于函数而言，我们可以使用这样的写法：
__attribute__((weakref)) void func(void);
然后在函数中调用func()，如果func()没有被定义，则func的值为0，如果func被定义，则调用相应func，在《程序员的自我修养》这本书中有介绍，它是这样写的：
__attribute__((weakref)) void func(void);
void main(void)
{
if(func) {func();}
}
但是在现代的编译系统中，这种写法却是错误的，编译虽然通过(有警告信息)，但是却不正确:
warning: ‘weakref’ attribute should be accompanied with an ‘alias’ attribute [-Wattributes]
警告显示：weakref需要伴随着一个别名才能正常使用
强/弱符号和强/弱引用的作用
这种弱符号、弱引用的扩展机制在库的实现中非常有用。我们在库中可以使用弱符号和弱引用机制，这样对于一个弱符号函数而言，用户可以自定义扩展功能的函数来覆盖这个弱符号函数。
同时我们可以将某些扩展功能函数定义为弱引用，当用户需要使用扩展功能时，就对其进行定义，链接到程序当中，如果用户不进行定义，则链接也不会报错，这使得库的功能可以很方便地进行裁剪和组合。
注意：C标准里根本没有提到强、弱符号。这只是GCC这个实现定义的特性，在MS C编译器里是不存在这个概念的。
参考博客：
https://www.cnblogs.com/downey-blog/p/10470674.html https://blog.csdn.net/astrotycoon/article/details/8008629