C++中ABI的问题——1.ABI问题的产生

春招结束，发现面试的后面几面，会闻到c++的abi问题，大致问题就是，gcc编译的库，clang能用吗，或者在升级so文件的时候要注意什么，当时不知道，现在来总结一下。

这个abi问题，网上资料不是很多，有一些零零散散的，最后自己总结了一下以后，在这里做个笔记。

一般的软件为了模块分割，思路都是这样的：

模块写在so/dll文件中，使用exe加载并执行功能，更新只用更新dll、so就可以了。不用重新编译exe

这是一篇ABI兼容的文章 

ABI兼容的目的就是为了保证改变了dll，so以后，不用重新编译exe就可以直接使用。

当ABI不兼容，或者ABI出错的时候，会发生什么呢？我们来看一个例子

先给出一个继承图：

vclass  ->    obj

//interface.h
#include<string>
class vclass{
public:
    std::string name;
    virtual std::string get_name()=0;
};

//lib.h,继承自interface，重写虚函数
#include"interface.h"
#include<string>
class obj : public vclass{
public:
    std::string get_name();//获得name
    obj(){
        name="子类";
    }
};
extern "C" vclass* get_obj(){  //使用C格式的函数命名
    return new obj;
}

//lib的实现
#include"lib.h"
std::string obj::get_name(){
    return name;
}

很简单的例子吧，就是实现了一个接口，然后返回name的值，随后我们在main中调用dlopen，来打开这个动态链接库:

#include<iostream>
#include<memory>
#include<dlfcn.h>
#include"interface.h"
using namespace std;
int main(){
    void *handle=dlopen("./lib.so",RTLD_NOW);//加载so文件
    using func= vclass*(*)(void);
    func get_obj;
    get_obj=(func)dlsym(handle,"get_obj");//从so中获取函数
    vclass *obj1=(get_obj());       //获取一个对象
    cout<<obj1->get_name()<<endl;   //能够成功得到子类的对象

    return 0;
}

 运行的结果很显而易见，直接会输出动态库中的"子类“

#makefile
lib:lib.h lib.cpp  
	g++ -g -fPIC -shared -o lib.so lib.cpp

main:main.cpp
	g++ -g main.cpp -o main -ldl 

ok，现在问题来了，现在有另外一个同事，由于某种需求，在父类加了一个虚函数xxxx()，并且在get_name()虚函数前（这个顺序非常重要，因为虚函数表）：

#include<string>
class vclass{
public:
    std::string name;
    virtual std::string xxxx(){
        return "哈哈哈哈";
    }
    virtual std::string get_name()=0;
};

那么现在保持子类不动，main也不编译，直接重新编译 lib

#makefile
lib:lib.h lib.cpp  
	g++ -g -fPIC -shared -o lib.so lib.cpp

现在运行main，你就会发现，我的get_name()呢？去哪了？怎么变成哈哈哈哈了？

这就是ABI的一个特点。

因为加入了新的一个虚函数，使得原来虚函数表的顺序由：

get_name;

变成了：

xxxx

get_name

但是main.cpp 中的obj->get_name(),在汇编中只是访问虚函数表中特定偏移量的函数，在这个例子中，访问的是虚函数表中第一个函数。 那么我们通过修改虚函数表的大小，就会导致函数运行出错。所以，一旦涉及到需要动态运行so的，就要考虑到abi了。业界比较常用的，保持C++ ABI兼容的方法是Q指针和D指针，这个我们其他文章再慢慢道来。