C++ avec compilateur GCC et interfaces ABI

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Une modification importante a été introduite à l'interface binaire-programme (ABI) entre les versions 4.9 et 5.1 de GCC. Aucun problème ne survient si tout le code source incluant les bibliothèques dépendantes est compilé avec la même version du compilateur. Par contre, l'utilisation de versions différentes peut empêcher l'édition des liens de se faire correctement en raison de cette modification, surtout si les liens se font vers des bibliothèques précompilées offertes par les produits de fournisseurs externes. Dans un tel cas, utilisez la fonction Dual ABI pour que l'édition des liens se fasse de façon appropriée avec l'ancienne interface ABI[1]. Il faudrait donc par exemple passer -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0 à GCC si vous utilisez une version supérieure à 5.1.

Dans certains cas, -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0 résout des erreurs comme 

 .../extensions.hpp(38): error: “std::list” is ambiguous

La classe n'est pas nécessairement std::list.

Interface binaire-programme (ABI)

Par défaut, les compilateurs utilisent chacun un algorithme particulier pour composer des noms uniques et exporter les noms de symboles extern "C++". Ces noms de symboles constituent une partie de l'ABI utilisée pour lier le code compilé avec les bibliothèques. Si plusieurs fournisseurs essaient de toujours utiliser la même ABI sur une plateforme (par exemple Linux), certaines modifications s'imposent à l'occasion. Pour cela, toute modification à l'ABI d'un compilateur peut empêcher l'édition des liens de se faire.

Exemple

Dans cet exemple, nous voyons l'effet des options passées à GCC (>=v5.1) sur l'ABI utilisée par les binaires générés. Pour que l'édition des liens s'effectue correctement pour le programme ou la bibliothèque, tous les noms de symboles doivent concorder, autrement l'édition échouera. Ici, les noms de symboles générés par le compilateur diffèrent selon la configuration du compilateur.

Code source

Le programme C++ suivant sera compilé pour générer les noms de symboles ABI qu'il contient.

File : main.cxx

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
  using namespace std;
  string mystring = "Hello World!";
  cout << mystring << endl;
}


Ce programme devra être compilé avec certains paramètres différents pour montrer la différence des appels à l'ABI, comme suit

File : Makefile

all: \
        main-cxx98.o main-cxx98-newabi.o main-cxx98-oldabi.o \
        main-cxx11.o main-cxx11-newabi.o main-cxx11-oldabi.o \
        diff-cxx98 diff-cxx11 diff-cxx-default

clean:
        rm -f *.o *.ii *.s
        rm -f *.symbols

main-cxx98.o: main.cxx
        $(CXX) -c -o $@ -std=c++98 $<
        nm $@ | cut -c 20- >$@.symbols

main-cxx98-newabi.o: main.cxx
        $(CXX) -c -o $@ -std=c++98 -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=1 $<
        nm $@ | cut -c 20- >$@.symbols

main-cxx98-oldabi.o: main.cxx
        $(CXX) -c -o $@ -std=c++98 -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0 $<
        nm $@ | cut -c 20- >$@.symbols

main-cxx11.o: main.cxx
        $(CXX) -c -o $@ -std=c++11 $<
        nm $@ | cut -c 20- >$@.symbols

main-cxx11-newabi.o: main.cxx
        $(CXX) -c -o $@ -std=c++11 -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=1 $<
        nm $@ | cut -c 20- >$@.symbols

main-cxx11-oldabi.o: main.cxx
        $(CXX) -c -o $@ -std=c++11 -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0 $<
        nm $@ | cut -c 20- >$@.symbols

diff-cxx98: main-cxx98-newabi.o main-cxx98-oldabi.o
        @echo "=============================================================================="
        @echo "Difference between the old and new C++ ABIs with -std=c++98..."
        diff --suppress-common-lines main-cxx98-oldabi.o.symbols main-cxx98-newabi.o.symbols ||true

diff-cxx11: main-cxx11-newabi.o main-cxx11-oldabi.o
        @echo "=============================================================================="
        @echo "Difference between the old and new C++ ABIs with -std=c++11..."
        diff --suppress-common-lines main-cxx11-oldabi.o.symbols main-cxx11-newabi.o.symbols || true

diff-cxx-default: main-cxx98.o main-cxx11.o
        @echo "=============================================================================="
        @echo "Difference between -std=c++98 and -std=c++11 ABI w/o _GLIBCXX_USE_CXX11_ABI..."
        diff --suppress-common-lines main-cxx98.o.symbols main-cxx11.o.symbols || true


NOTE : Avant d'exécuter make, assurez-vous d'avoir chargé un module GCC 5.1 ou plus.

Exécution de l'exemple

Voici le résultat de l'exécution de make sur le même Makefile, avec des options de compilation différentes.

File : Makefile

$ make
c++ -c -o main-cxx98.o -std=c++98  main.cxx
nm main-cxx98.o | cut -c 20- >main-cxx98.o.symbols
c++ -c -o main-cxx98-newabi.o -std=c++98 -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=1  main.cxx
nm main-cxx98-newabi.o | cut -c 20- >main-cxx98-newabi.o.symbols
c++ -c -o main-cxx98-oldabi.o -std=c++98 -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0  main.cxx
nm main-cxx98-oldabi.o | cut -c 20- >main-cxx98-oldabi.o.symbols
c++ -c -o main-cxx11.o -std=c++11  main.cxx
nm main-cxx11.o | cut -c 20- >main-cxx11.o.symbols
c++ -c -o main-cxx11-newabi.o -std=c++11 -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=1  main.cxx
nm main-cxx11-newabi.o | cut -c 20- >main-cxx11-newabi.o.symbols
c++ -c -o main-cxx11-oldabi.o -std=c++11 -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0  main.cxx
nm main-cxx11-oldabi.o | cut -c 20- >main-cxx11-oldabi.o.symbols
==============================================================================
Difference between the old and new C++ ABIs with -std=c++98...
diff --suppress-common-lines main-cxx98-oldabi.o.symbols main-cxx98-newabi.o.symbols || true
7,8c7,8
< _ZNSsC1EPKcRKSaIcE
< _ZNSsD1Ev
---
> _ZNSt7__cxx1112basic_stringIcSt11char_traitsIcESaIcEEC1EPKcRKS3_
> _ZNSt7__cxx1112basic_stringIcSt11char_traitsIcESaIcEED1Ev
14c14
< _ZStlsIcSt11char_traitsIcESaIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES7_RKSbIS4_S5_T1_E
---
> _ZStlsIcSt11char_traitsIcESaIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES7_RKNSt7__cxx1112basic_stringIS4_S5_T1_EE
==============================================================================
Difference between the old and new C++ ABIs with -std=c++11...
diff --suppress-common-lines main-cxx11-oldabi.o.symbols main-cxx11-newabi.o.symbols || true
7,8c7,8
< _ZNSsC1EPKcRKSaIcE
< _ZNSsD1Ev
---
> _ZNSt7__cxx1112basic_stringIcSt11char_traitsIcESaIcEEC1EPKcRKS3_
> _ZNSt7__cxx1112basic_stringIcSt11char_traitsIcESaIcEED1Ev
15c15
< _ZStlsIcSt11char_traitsIcESaIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES7_RKSbIS4_S5_T1_E
---
> _ZStlsIcSt11char_traitsIcESaIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES7_RKNSt7__cxx1112basic_stringIS4_S5_T1_EE
==============================================================================
Difference between -std=c++98 and -std=c++11 ABI w/o _GLIBCXX_USE_CXX11_ABI...
diff --suppress-common-lines main-cxx98.o.symbols main-cxx11.o.symbols || true
12a13
> _ZStL19piecewise_construct
$


soit,

  • dans le dernier cas, en utilisant seulement -std=c++98 ou -std=c++11, l'ABI ne diffère pas; le compilateur utilisera l'ABI par défaut (la plus récente);
  • dans les deux cas précédents, _GLIBCXX_USE_CXX11_ABI a la valeur 0 (old ABI) ou 1 (nouvel ABI) avec -std=c++98 ou -std=c++11; ceci fait en sorte que l'ancienne ou la nouvelle ABI est utilisée.

Ainsi, pour lier avec des binaires compilés avec une ancienne ABI, il faut spécifier _GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0 pour compiler du code C++.

Références

  1. ↑ Free Software Foundation. The GNU C++ Library, Chapter 3. https://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/manual/using_dual_abi.html

GNU Compiler Collection, an open source compiler collection

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