在 C 语言（实际上是 GCC/LD 链接器相关特性）中，弱符号（weak symbol） 是一种允许 符号（函数或变量）被覆盖或可选定义 的机制。它主要用于库函数、驱动程序、操作系统内核或者需要可替换实现的场景。

下面给你详细讲解 弱符号的原理、用法和示例。

1. 弱符号概念

  • 普通符号（strong symbol）：在链接时，如果有多个同名符号，会导致链接错误。
  • 弱符号（weak symbol）：
    • 可以被 同名强符号覆盖。
    • 如果没有强符号定义，则使用弱符号。
    • 如果既没有强符号，也没有弱符号，链接报错（未定义符号）。

特点：

  • 用于提供默认实现。
  • 支持可选覆盖。
  • 链接器会优先选择强符号。

2. GCC 弱符号声明方法

在 GCC 中，可以使用 __attribute__((weak)) 声明一个符号为弱符号。

语法：

int var __attribute__((weak)) = 10;      // 弱变量
void func() __attribute__((weak));       // 弱函数声明

注意：

  • 也可以使用 #pragma weak func，不过 __attribute__((weak)) 更常用。

3. 弱符号的使用场景

  1. 提供默认实现：
    • 库函数提供默认实现，如果用户需要自定义，则定义同名函数覆盖默认实现。
  2. 内核或驱动程序中可选功能：
    • 在 Linux 内核中常用于可选驱动或模块函数。
  3. 条件编译或兼容旧版本：
    • 兼容某些不存在的函数或变量，不会导致链接错误。

4. 弱符号示例

示例 1：弱函数覆盖

#include <stdio.h>

// 默认实现（弱符号）
void greet(void) __attribute__((weak));
void greet(void) {
    printf("Hello from weak function!\n");
}

int main() {
    greet(); // 如果没有强函数定义，会调用弱函数
    return 0;
}

覆盖弱函数（强符号）

在同一个项目中定义一个同名强函数：

#include <stdio.h>

// 强函数实现
void greet(void) {
    printf("Hello from strong function!\n");
}

编译并链接：

gcc main.c strong_greet.c -o test
./test

输出：

Hello from strong function!

链接器优先选择强符号，弱符号被覆盖。

示例 2：弱变量覆盖

#include <stdio.h>

int value __attribute__((weak)) = 42;  // 弱变量

int main() {
    printf("value = %d\n", value);
    return 0;
}

覆盖弱变量

int value = 100; // 强变量，覆盖弱变量

结果：

value = 100

示例 3：条件编译使用弱符号

#include <stdio.h>

// 弱函数提供默认实现
void optional_feature(void) __attribute__((weak));
void optional_feature(void) {
    printf("Default optional feature\n");
}

int main() {
    if (optional_feature) {
        optional_feature();  // 如果没有覆盖实现，也不会崩溃
    }
    return 0;
}

if (optional_feature) 检查函数指针是否为 NULL。如果用户未定义强函数实现，弱函数会被调用。

5. 总结

特性强符号（strong）弱符号（weak）
链接优先级高低
可被覆盖否是
未定义时链接错误链接错误（没有弱符号也未定义）
使用场景普通函数、变量默认实现、可选功能、可替换实现

弱符号特点：

  • 可以作为 默认实现。
  • 可以被 同名强符号覆盖。
  • 支持可选功能或模块化设计。