Xcode链接中遇到的坑

前些日子项目组发现一个问题,百度地图库跟其他库A发生了冲突。这个冲突在编译的时候并没有检查出来,而是在运行时发现百度地图显示出现了异常。具体现象是:如果库A添加到工程当中,百度地图将无法正常显示,如果把库A移出工程,地图显示恢复正常。该问题涉及到Xcode的链接过程,本文用于记录分析找到问题的整个过程。
接下来开始排查这个问题,通过对百度地图库与库A进行比较,发现两个库都引用了一个第三方库文件:libcrypt.a,这是一个有关加解密的库,百度地图跟库A的文件夹中各自引用了libcrypt.a。从现象上看,工程当中引入库A(实际并没有调用其中接口)就会导致百度地图出现问题,也就是说库A作为一个并没有使用到的库就会影响到百度地图的运行逻辑。从前面发现两个库都引用了libcrypt.a可以猜测跟这个库有关系,按理说工程有两个相同的库,即存在同名函数,就会在编译的时候报错,但实际工程通过了编译,这跟Xcode的编译参数有关,即other linker flag(链接标志)。
常用的链接选项有3个:-ObjC -all_load -force_load。
-ObjC:加了这个参数后,链接器就会把静态库中所有的Objective-C类和分类都加载到最后的可执行文件中。
-all_load:会让链接器把所有找到的目标文件都加载到可执行文件中。
-force_load:所做的事情跟-all_load其实是一样的,但是-force_load需要指定要进行全部加载的库文件的路径,这样的话,你就只是完全加载了一个库文件,不影响其余库文件的按需加载。
工程当中目前使用的linker flag的选项是-ObjC,该参数本来是Xcode用来解决Unix静态库无法加载分类当中的方法,跟现在遇到的问题关系并不大。但如果将参数改成-all_load选项,会导致编译报符号重复的错误。这说明-ObjC除了解决分类的问题外,还有一个特点,就是在链接的时候,链接只要找到一个符号的实现即可,而-all_load能检查到多个符号实现,从而报错。
在使用-ObjC选项时,可以推测出现问题的来源,百度地图与库A各自引用了libcrypt.a库,在链接的时候,百度地图引用的libcrypt方法链接到了库A文件夹当中的libcrypt.a库。如下图所示:

image.png

正常情况下百度地图应该引用了其文件夹下的Libcrypt.a库,而库A引用了Libcrypt.a'库,如实线所示。但由于使用了-ObjC参数,导致在链接的时候百度地图链接到了Libcrypt.a'库,如虚线所示,而Libcrypt.a'进行了修改,导致两个库的实现不一致,导致百度地图出现问题。
为了验证这个问题,可以对Xcode链接库顺序进行调整,通过修改Build Phases当中的Link Binary With Libraries当中的顺序来调整,将百度地图文件夹的Libcrypt库移动到A当中Libcrypt的前面,此库在链接的时候会先找到百度地图下的Libcrypt.a当中的方法。通过运行发现百度地图能正常显示,虽然这样能让百度地图正常运行,但由于库A也会链接到Libcrypt.a,可能会使库A出现问题,如下图所示:

image.png

上面的问题涉及到代码编译链接的过程,编译链接可以分成四个过程:预编译,编译,汇编以及链接。

  • 预编译主要处理代码层面进行处理,包括对宏进行展开,处理条件预编译指令等。
  • 编译主要对代码的词法、语法进行分析,最终生成汇编代码。
  • 汇编主要将汇编代码转化成机器码,生成.o文件。
  • 最后是链接过程,主要完成地址和空间分配,符号决议以及重定向三个过程。

在汇编过程中,不同的模块会被编译成不同的.o文件,如上面的Libcrypt.o一样。在百度地图与库A当中都调用了Libcrypt.o当中的函数,由于在汇编过程无法确定最后函数的链接地址,需要在最后的链接过程来重定向。上述遇到的问题也就是在最后一步链接重定向当中所遇到的,在使用-ObjC参数时,重定向过程找到了另外一个Libcrypt.o库,导致出错,并且在编译过程中没有发出警告信息。
总结:
在工程当中使用第三方库,如果需要对第三库里的方法进行修改,最好将使用的类及方法进行重命名,这样一方面可以防止重命名的编译错误,更重要的是可以防止因为使用了-ObjC链接参数导致其他库链接到了修改过的库,导致其他库可能出现问题。除此之外,在添加其他库前,可以先使用-all_load参数先查看一下库中有哪些类跟方法跟工程出现重命名错误,这样在后面遇到问题是心里也有个底。

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