跨动态库的静态 *template* 类成员

Question

编辑：接受的答案下方的 cmets 表明它可能是 Android 动态加载程序的问题。

我有一个带有静态成员的模板类的标题。在运行时，静态成员的地址用于库和客户端代码中。模板在库和客户端代码中都被隐式实例化。它在 Linux 和 OSX 上运行良好，符号重复但标记为“唯一”，如 nm 所示（见下文）。 但是，当我为 ARM (Android) 编译时，该符号在 DSO 和可执行文件中都被标记为弱。加载器不统一，符号在运行时有效复制！

我读过这些： two instances of a static member, how could that be? Static template data members storage 尤其是这个答案： https://stackoverflow.com/a/2505528/2077394 和： http://gcc.gnu.org/wiki/Visibility

但我还是有点疑惑。我知道可见性的属性有助于优化，但我认为它应该默认工作。我知道 C++ 标准不关心共享库，但这是否意味着使用共享库会破坏标准？ （或者至少这个实现不符合 C++ 标准？） 奖励：我该如何解决？ （并且不使用模板是不可接受的答案:)）

标题：

template<class T>
struct TemplatedClassWithStatic {
    static int value;
};
template<class T>
int TemplatedClassWithStatic<T>::value = 0;

shared.cpp：

#include "TemplateWithStatic.hpp"
int *addressFromShared() {
    return &TemplatedClassWithStatic<int>::value;   
}

main.cpp:

#include "TemplateWithStatic.hpp"
#include <cstdio>

int *addressFromShared();
int main() {
    printf("%p %p\n", addressFromShared(),  &TemplatedClassWithStatic<int>::value);
}

然后构建，查看符号定义：

产生.so：

 g++-4.8  -shared src/shared.cpp  -o libshared.so -I include/ -fPIC

编译和链接main：

 g++-4.8 src/main.cpp -I include/ -lshared -L.

符号被标记为“唯一”：

nm -C -A *.so a.out | grep 'TemplatedClassWithStatic<int>::value'
libshared.so:0000000000200a70 u TemplatedClassWithStatic<int>::value
a.out:00000000006012b0 u TemplatedClassWithStatic<int>::value

产生.so

~/project/android-ndk-r9/toolchains/arm-linux-androideabi-4.8/prebuilt/darwin-x86_64/bin/arm-linux-androideabi-g++    -o libshared.so src/shared.cpp   -I include/  --sysroot=/Users/amini/project/android-ndk-r9/platforms/android-14/arch-arm/ -shared

编译和链接main

~/project/android-ndk-r9/toolchains/arm-linux-androideabi-4.8/prebuilt/darwin-x86_64/bin/arm-linux-androideabi-g++  src/main.cpp  libshared.so    -I include/  --sysroot=${HOME}/project/android-ndk-r9/platforms/android-14/arch-arm/  -I ~/project/android-ndk-r9/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.8/include -I ~/project/android-ndk-r9/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.8/libs/armeabi-v7a/include -I ~/project/android-ndk-r9/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.8/include/backward    -I ~/project/android-ndk-r9/platforms/android-14/arch-arm/usr/include  ~/project/android-ndk-r9/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.8/libs/armeabi-v7a/libgnustl_static.a -lgcc

符号很弱！

nm -C -A *.so a.out | grep 'TemplatedClassWithStatic<int>::value'
libshared.so:00002004 V TemplatedClassWithStatic<int>::value
a.out:00068000 V TemplatedClassWithStatic<int>::value

编辑，注意上下文：我在玩 OOLua，一个帮助将 C++ 绑定到 Lua 的库，当我开始以 Android 为目标时，我的单元测试失败了。我不“拥有”代码，我宁愿对其进行深入修改。

编辑，在 Android 上运行它：

adb push libshared.so data/local/tmp/
adb push a.out data/local/tmp/ 
adb shell "cd data/local/tmp/ ; LD_LIBRARY_PATH=./ ./a.out"
0xb6fd7004 0xb004

Answer 1

您可以调整一些编译器/链接器设置以启用此功能（您查看过-fvisibility 标志吗？）。

可能值得尝试使用 GCC 属性修饰符（在变量上显式设置 __attribute__ ((visibility ("default")))）。

如果做不到这一点，我可以建议的唯一解决方法是：（都有些难看）：

1. 显式实例化在共享库中创建的所有模板形式，并在其实现中提供初始化程序（而不是在标头中）。这可能会也可能不会。
2. 与 (1) 类似，但使用 shim 函数作为共享变量的 myers 单例（示例如下）。
3. 在映射中为基于 rtti 的类分配一个变量（这也可能在共享库边界上失败）。

例如

template<class T>
struct TemplatedClassWithStatic {
    static int& getValue() { return TemplatedClassWithStatic_getValue((T const*)0); }
};
// types used by the shared library.. can be forward declarations here but you run the risk of violating ODR.
int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeA*);
int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeB*);
int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeC*);

shared.cpp

int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeA*) {
   static int v = 0;
   return v;
}
int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeB*) {
   static int v = 0;
   return v;
}
int& TemplatedClassWithStatic_getValue(TypeC*) {
   static int v = 0;
   return v;
}

可执行文件还必须为其用于实例化模板的任何类型提供实现。

Answer 2

Android 不支持唯一符号。它是 ELF 格式的 GNU 扩展，仅适用于 GLIBC 2.11 及更高版本。 Android 根本不使用 GLIBC，它使用了一个不同的 C 运行时，称为 Bionic。

(update) 如果弱符号对你不起作用(end update)恐怕你必须修改代码使其不依赖静态数据。