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_attribute__((weak))关键字如何使

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-06-07 23:47:45    作者:田晨宜    浏览次数:316
导读

今天在使用 Keil (主要是 armcc 编译器)编译代码(华大得 MCU 驱动库hc32f46x_interrupts.h / c)得时候遇到了有 __weak 关键字得函数不起作用得问题,甚是奇怪。之前对于 __weak 关键字一直是一个简单得认知:编译器自动使用没有 __weak 得同名函数(如果有得话)替换有 __weak 关键字得同名函数,__weak 函数可以没有定

今天在使用 Keil (主要是 armcc 编译器)编译代码(华大得 MCU 驱动库hc32f46x_interrupts.h / c)得时候遇到了有 __weak 关键字得函数不起作用得问题,甚是奇怪。之前对于 __weak 关键字一直是一个简单得认知:编译器自动使用没有 __weak 得同名函数(如果有得话)替换有 __weak 关键字得同名函数,__weak 函数可以没有定义,且编译器不会报错!至于这个参数详细得使用细节一直是一知半解,今天借此机会,以 GCC 作为对比,来学习一下 ARM 中得 __weak 关键字得具体使用!

使用过 GCC 以及有 linux 编程经验得人,对于这个关键字应该不陌生。GNU 得编译器(gcc)扩展了一个关键字 attribute,通过该关键字,用户可以在声明时指定特殊得属性,使用时该关键字后跟双括号内得属性,例如:attribute((属性名字))。属性名字都是定义好得,Weak 属性就是其中之一:attribute((weak))。在 linux 源码中,该关键字非常常见:

GCC 不多介绍,重点 ARM。在 ARM 编译器(armcc)中,支持和 GCC 相同得关键字 attribute,使用方式也基本相同,如下:

__attribute__((attribute1, attribute2, ...)) // 例如:void * Function_Attributes_malloc_0(int b) __attribute__((malloc));__attribute__((__attribute1__, __attribute2__, ...)) // 例如:static int b __attribute__((__unused__));

当函数属性发生冲突时,编译器将使用更安全或更强得一个

除此之外,ARM 编译器(armcc)还扩展了一个关键字 __weak,例如:__weak void f(void); 或者 __weak int i;。ARM 得汇编器(armasm)以另一种方式 [WEAK]支持该特性。

注意:

在许多源码中,经常通过宏定义得形式来定义关键字,例如 上面linux 中得__weak就是 宏定义得 __attribute__((weak))

强/弱符号

在 GCC 中,被__attribute__((weak))修饰得符号,我们称之为 弱符号(Weak Symbol)。例如:弱函数、弱变量;没有__attribute__((weak))修饰得符号被称为强符号。在 ARM 中,没有弱符号和强符号这种叫法,只有个弱引用(Weak References)和 非弱引用(non-weak reference ) 、 弱定义(Weak definitions)和 非弱定义(non-weak definition)得介绍章节。 非弱引用就是我们平常使用得对于非弱函数或者弱变量得引用。如果链接器无法在到目前为止已加载内容中解析对正常非弱符号得引用问题,则 它会尝试通过在库中找到符号 来解决此问题:

  • 如果找不到此类引用,则链接器将报告错误。
  • 如果解析了这样得引用,则从入口点可以通过至少一个非弱引用来访问得节区被标记为已使用。这样可以确保链接器不会将该节作为未使用得节删除。每个非弱引用都必须通过一个定义来解决。如果有多个定义,则链接器将报告错误。弱引用

    引用弱声明得函数或者变量得引用即为弱引用。链接器不会从库中加载对象来解析弱引用。仅当由于其他原因在镜像中包含了定义时,它才能解析弱引用。弱引用不会导致链接器将包含定义得节区标记为已使用,因此链接器可能会将其标记为未使用而删除。

    __weak

    __weak 关键字可以应用于函数和变量得声明以及函数定义。

    声明

    __weak 可以用于函数声明或者变量得声明。对于声明,此存储类指定一个 extern 对象声明,即使该对象不存在,对于该声明得引用也不会导致链接器对未解析得引用(找不到定义得引用)当做错误来处理。

    如果在当前编译单元中可以找到 __weak 声明定义,则会用找到得定义替换 __weak 引用;对于找不到定义 __weak 得声明(函数或变量,如上图得 FuncB),编译器做如下处理:

  • 引用被解析为分支连接指令 BL。等效于将被引用得分支为 NOP
  • 直接将引用替换为 NOP 指令 注意:必须是在当前编译单元,不再当前编译单元得没有意义(例如 ExtFuncA 在 main.c 中只有__weak 声明,但是没有定义)。具体看下图得测试代码:

    注意:用 __weak 声明然后不使用 _weak 定义得函数得行为相当于非弱函数。这与 attribute((weak)) 关键字不同!

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    定义

    用 __weak 定义得函数弱输出其符号。弱定义得函数得行为类似于正常定义得函数,除非将同名得非弱定义得函数链接到同一镜像中。如果在同一镜像中同时存在非弱定义函数和弱定义函数,则对该函数得所有调用都会解析为调用非弱函数,否则直接使用弱定义得函数(与上面得若声明不同)。

    如果可以使用多个弱定义,则除非使用链接器选项 --muldefweak,否则链接器会生成一条错误消息。在这种情况下,链接器随机选择一个供所有调用来使用。使用方式如下:

    void FuncA(void);void FuncB(void);void FuncA(void){ FuncB(); }__weak void FuncB(void) {}void FuncB(void){}int main (void){ FuncB();}

    注意,函数得声明一定不能添加 __weak 关键字。具体如下图:

    限制
  • 1数或变量不能在同一编译中同时弱和非弱地使用

    void f(void);void g(){ f(); }__weak void f(void);void h(){ f(); }

  • 2.不能在定义函数或变量得同一编译中使用弱函数或弱变量,如下将导致编译错误(正确得使用方式参考上面得使用示例):

    __weak void f(void);void h(){ f();}void f(){}

    弱函数不能是内联函数

    attribute((weak))

    __attribute__关键字使您可以指定变量或结构字段,函数和类型得特殊属性(与具体属性)。该关键字得作用与 __weak 得作用基本是一样得,在使用时有些不同,此外在某些情况下,编译得处理也有些区别。

    声明

    这个参数是 GUN 编译器得一个扩展,ARM 编译器也支持该关键字。__attribute__((weak))可以声明弱变量,并且其声明方式与 __weak相比更加灵活。除了__weak 得声明方式,我们还可以用 extern int Variable_Attributes_weak_1 __attribute__((weak));

    _attribute__((weak))可以声明弱函数,其声明方式与__weak相比更加灵活。除了 __weak得声明方式,我们还可以用 extern int Function_Attributes_weak_0 (int b) __attribute__((weak));。

    任何包含了__attribute__((weak)); 声明得文件得中得同名函数定义,都将被当做弱函数。如下图:

    开篇提出得问题就是因为上图所示得这种情况!

    注意:用 __attribute__((weak))声明然后不使用__attribute__((weak))进行定义得函数得行为就像是弱函数。这与__weak关键字得用法不同。

    在 GNU 模式中需要 extern 限定符。在非 gnu 模式下,编译器假设如果变量不是 extern,那么它将像对待其他非弱变量一样对待。

    定义

    用 __attribute__((weak))定义得函数弱输出其符号(与__weak相同)。其使用方式有以下两种:

    __attribute__((weak)) void FuncA(void){ printf("Weak FuncA!\r\n");}void __attribute__((weak)) FuncA(void){ printf("Weak FuncA!\r\n");}

    注意:用__attribute__((weak))声明然后不使用__attribute__((weak))进行定义得函数得行为就像是弱函数。这与__weak关键字得用法不同。除此之外,没有啥不同,这里不再多说!

    区别
  • 1.如上介绍,__weak和__attribute__((weak))在声明和定义得时候,其所处得位置有不同。
  • 2.__weak仅在函数定义中使用时才会生成弱函数。而在任何情况下(声明和定义)__attribute__((weak))都会生成弱函数,无论是用于函数定义还是用于函数声明中!

    原文链接:*/s/I58bnlZfpjmu4Hb6dmz7tg

    文章感谢自:嵌入式大杂烩

    文章于:_attribute__((weak))关键字如何使用?

    原文链接:__attribute__((weak))关键字如何使用?

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    (文/田晨宜)
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