??今天在使用 Keil （主要是 armcc 編譯器）編譯代碼（華大的 MCU 驅(qū)動庫hc32f46x_interrupts.h / c）的時候遇到了有 __weak 關(guān)鍵字的函數(shù)不起作用的問題，甚是奇怪。之前對于 __weak 關(guān)鍵字一直是一個簡單的認(rèn)知：編譯器自動使用沒有 __weak 的同名函數(shù)（如果有的話）替換有 __weak 關(guān)鍵字的同名函數(shù)，__weak 函數(shù)可以沒有定義，且編譯器不會報(bào)錯！ 至于這個參數(shù)詳細(xì)的使用細(xì)節(jié)一直是一知半解，今天借此機(jī)會，以 GCC 作為對比，來學(xué)習(xí)一下 ARM 中的 __weak 關(guān)鍵字的具體使用！

來源

??使用過 GCC 以及有 linux 編程經(jīng)驗(yàn)的人，對于這個關(guān)鍵字應(yīng)該不陌生。GNU 的編譯器（gcc）擴(kuò)展了一個關(guān)鍵字 __attribute__，通過該關(guān)鍵字，用戶可以在聲明時指定特殊的屬性，使用時該關(guān)鍵字后跟雙括號內(nèi)的屬性，例如：__attribute__((屬性名字))。屬性名字都是定義好的，Weak 屬性就是其中之一：__attribute__((weak))。在 linux 源碼中，該關(guān)鍵字非常常見：

??GCC 不多介紹，重點(diǎn)關(guān)注 ARM。在 ARM 編譯器（armcc）中，支持和 GCC 相同的關(guān)鍵字 __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__));

當(dāng)函數(shù)屬性發(fā)生沖突時，編譯器將使用更安全或更強(qiáng)的一個

??除此之外，ARM 編譯器（armcc）還擴(kuò)展了一個關(guān)鍵字 __weak，例如：__weak void f(void); 或者 __weak int i;。ARM 的匯編器（armasm）以另一種方式 [WEAK] 支持該特性。

注意：
??在許多源碼中，經(jīng)常通過宏定義的形式來定義關(guān)鍵字，例如 上面linux 中的 __weak 就是 宏定義的 __attribute__((weak))

強(qiáng)/弱符號

??在 GCC 中，被 __attribute__((weak)) 修飾的符號，我們稱之為 弱符號（Weak Symbol）。例如：弱函數(shù)、弱變量；沒有 __attribute__((weak)) 修飾的符號被稱為強(qiáng)符號。在 ARM 中，沒有弱符號和強(qiáng)符號這種叫法，只有個弱引用（Weak References） 和 非弱引用（non-weak reference ） 、 弱定義（Weak definitions） 和 非弱定義（non-weak definition） 的介紹章節(jié)。

編譯器和匯編器都可以輸出弱符號。

非弱引用

??非弱引用就是我們平常使用的對于非弱函數(shù)或者弱變量的引用。如果鏈接器無法在到目前為止已加載內(nèi)容中解析對正常非弱符號的引用問題，則 它會嘗試通過在庫中找到符號 來解決此問題：

• 如果找不到此類引用，則鏈接器將報(bào)告錯誤。
• 如果解析了這樣的引用，則從入口點(diǎn)可以通過至少一個非弱引用來訪問的節(jié)區(qū)被標(biāo)記為已使用。這樣可以確保鏈接器不會將該節(jié)作為未使用的節(jié)刪除。 每個非弱引用都必須通過一個定義來解決。 如果有多個定義，則鏈接器將報(bào)告錯誤。

弱引用

??引用弱聲明的函數(shù)或者變量的引用即為弱引用。 鏈接器不會從庫中加載對象來解析弱引用。僅當(dāng)由于其他原因在鏡像中包含了定義時，它才能解析弱引用。弱引用不會導(dǎo)致鏈接器將包含定義的節(jié)區(qū)標(biāo)記為已使用，因此鏈接器可能會將其標(biāo)記為未使用而刪除。

__weak

__weak 關(guān)鍵字可以應(yīng)用于函數(shù)和變量的聲明以及函數(shù)定義。

聲明

??__weak 可以用于函數(shù)聲明或者變量的聲明。對于聲明，此存儲類指定一個 extern 對象聲明，即使該對象不存在，對于該聲明的引用也不會導(dǎo)致鏈接器對未解析的引用（找不到定義的引用）當(dāng)做錯誤來處理。
??如果在當(dāng)前編譯單元中可以找到 __weak 聲明定義，則會用找到的定義替換 __weak 引用；對于找不到定義 __weak 的聲明（函數(shù)或變量，如上圖的 FuncB），編譯器做如下處理：

• 引用被解析為分支連接指令 BL。等效于將被引用的分支為 NOP
• 直接將引用替換為 NOP 指令

注意：必須是在當(dāng)前編譯單元，不再當(dāng)前編譯單元的沒有意義（例如 ExtFuncA 在 main.c 中只有__weak 聲明，但是沒有定義）。具體看下圖的測試代碼：

注意：用 __weak 聲明然后不使用 __weak 定義的函數(shù)的行為相當(dāng)于非弱函數(shù)。 這與 _attribute__((weak)) 關(guān)鍵字不同！

定義

??用 __weak 定義的函數(shù)弱輸出其符號。弱定義的函數(shù)的行為類似于正常定義的函數(shù)，除非將同名的非弱定義的函數(shù)鏈接到同一鏡像中。 如果在同一鏡像中同時存在非弱定義函數(shù)和弱定義函數(shù)，則對該函數(shù)的所有調(diào)用都會解析為調(diào)用非弱函數(shù)，否則直接使用弱定義的函數(shù)（與上面的若聲明不同）。
??如果可以使用多個弱定義，則除非使用鏈接器選項(xiàng) --muldefweak，否則鏈接器會生成一條錯誤消息。在這種情況下，鏈接器隨機(jī)選擇一個供所有調(diào)用來使用。使用方式如下：

/* a.h ！！！注意所在文件不同！！！ */ void FuncA(void); void FuncB(void);/* a.c ！！！注意所在文件不同！！！ */ void FuncA(void) {FuncB(); /* 這里將替換為 main.c 中的 FuncB */ }__weak void FuncB(void) /* 弱定義 */ {}/* main.c ！！！注意所在文件不同！！！ */ void FuncB(void) {}int main (void) {FuncB(); }

注意，函數(shù)的聲明一定不能添加 __weak 關(guān)鍵字。具體如下圖：

注意：用 __weak 聲明然后不使用 __weak 定義的函數(shù)的行為相當(dāng)于非弱函數(shù)。 這與 _attribute__((weak)) 關(guān)鍵字不同！

限制

函數(shù)或變量不能在同一編譯中同時弱和非弱地使用。

void f(void);void g() {f(); /* 非弱函數(shù)引用 */ }__weak void f(void);void h() {f(); /* 弱函數(shù)引用 */ }

不能在定義函數(shù)或變量的同一編譯中使用弱函數(shù)或弱變量，如下將導(dǎo)致編譯錯誤（正確的使用方式參考上面的使用示例）：

/* a.c 如下同一文件中的定義及使用將報(bào)錯 */ __weak void f(void);void h() {f(); }void f() {}

弱函數(shù)不能是內(nèi)聯(lián)函數(shù)

__attribute__((weak))

??__attribute__關(guān)鍵字使您可以指定變量或結(jié)構(gòu)字段，函數(shù)和類型的特殊屬性（與具體屬性）。該關(guān)鍵字的作用與 __weak 的作用基本是一樣的，在使用時有些不同，此外在某些情況下，編譯的處理也有些區(qū)別。

聲明

??這個參數(shù)是 GUN 編譯器的一個擴(kuò)展，ARM 編譯器也支持該關(guān)鍵字。__attribute__((weak)) 可以聲明弱變量，并且其聲明方式與 __weak 相比更加靈活。除了 __weak 的聲明方式，我們還可以用 extern int Variable_Attributes_weak_1 __attribute__((weak));
??_attribute__((weak)) 可以聲明弱函數(shù)，其聲明方式與 __weak 相比更加靈活。除了 __weak 的聲明方式，我們還可以用 extern int Function_Attributes_weak_0 (int b) __attribute__((weak));。

??任何包含了 __attribute__((weak)); 聲明的文件的中的同名函數(shù)定義，都將被當(dāng)做弱函數(shù)。如下圖：

開篇提出的問題就是因?yàn)樯蠄D所示的這種情況！

??注意：用 __attribute__((weak)) 聲明然后不使用 __attribute__((weak)) 進(jìn)行定義的函數(shù)的行為就像是弱函數(shù)。 這與 __weak 關(guān)鍵字的用法不同。

在 GNU 模式中需要 extern 限定符。在非 gnu 模式下，編譯器假設(shè)如果變量不是 extern，那么它將像對待其他非弱變量一樣對待。

定義

??用 __attribute__((weak)) 定義的函數(shù)弱輸出其符號（與 __weak 相同）。其使用方式有以下兩種：

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

??注意：用 __attribute__((weak)) 聲明然后不使用 __attribute__((weak)) 進(jìn)行定義的函數(shù)的行為就像是弱函數(shù)。 這與 __weak 關(guān)鍵字的用法不同。除此之外，沒有啥不同，這里不再多說！

區(qū)別

如上介紹，__weak 和 __attribute__((weak)) 在聲明和定義的時候，其所處的位置有不同。

__weak 僅在函數(shù)定義中使用時才會生成弱函數(shù)。而在任何情況下（聲明和定義） __attribute__((weak)) 都會生成弱函數(shù)，無論是用于函數(shù)定義還是用于函數(shù)聲明中！

參考

https://community.arm.com/developer/tools-software/tools/f/keil-forum/34584/run-error-when-use-__weak-to-define-function

https://blog.csdn.net/rensheng__rumeng/article/details/78634804

http://blog.sina.com.cn/s/blog_62d3426b0100g7n6.html

http://www.keil.com/support/man/docs/armcc/armcc_chr1359124970859.htm

http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.dui0472j/DUI0472J_armcc_user_guide.pdf

https://github.com/ARM-software/CMSIS_5/issues/141

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ARM 之十一__weak 和 __attribute__((weak)) 关键字的使用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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