Written by Sangwan Kwon
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Shared library symbol visibility

Symbol table

함수나 변수를 참조, 호출할 때 함수명, 변수명(식별자, identifier)을 사용하고,
실제 함수, 변수는 메모리(함수: .text region, 변수: .data .stack)에 저장되어 있다.

이 때 함수명, 변수명을 Symbol이라 하며 컴파일러(or 인터프리터)는 Symbol과 Symbol이 저장되어 있는
주소를 mapping 하는 Symbol table(hash table)을 만든다.

컴파일의 결과인 각 목적 파일은 외부로 보여지는 식별자들의 Symbol table을 포함 할 것이고,
링커는 여러 목적 파일을 링킹하는 동안 각 Symbol table을 사용하여 resolve 되지 않은 참조 들을 reslove 한다.

Visibility

ELF는 프로그램의 Symbol을 관리하는데 있어서 visibility를 조정 할 수 있게 한다.
Visibility는 4가지 속성을 가지고 있다.

  1. defualt
  2. hidden
  3. protected
  4. internal

Put simply, it hides most of the ELF symbols which would have previously
(and unnecessarily) been public. This means:

  • It very substantially improves load times of your DSO (Dynamic Shared Object).
  • It reduces the size of your DSO by 5-20%.
  • Much lower chance of symbol collision.

즉, Shared library 제작시 외부(library client)에 공개 될 필요 없는 symbol을 숨겨서 size, collision을 줄일 수 있는 기법이다.
예로 아래와 같은 프로그램에서 common 함수는 외부 파일에 의해 참조 되기 때문에 extern을 사용하였고
Visibility는 GLOBAL 잡힐 것이다.

// file1.cpp
void common(void) { }  

// file2.cpp
extern void common(void);  
  
void func(void) {  
     common();  
}  

$ gcc -fvisibility=hidden -shared -fPIC  -o library file1.c file2.c
$ readelf --syms ./library
Symbol table '.symtab' contains 55 entries:
   Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
    48: 000003cc     5 FUNC    LOCAL  HIDDEN   12 common
    54: 000003d4    29 FUNC    GLOBAL DEFAULT  12 func

common은 외부에 노출할 필요가 없기 때문에 필요한 함수만 Visibility를 셋팅해주면 된다.

// file1.cpp
void common_but_not_part_of_api(void) { }  

// file2.cpp
extern void common_but_not_part_of_api(void);  
  
void  __attribute__((visibility("default"))) api_function(void) {  
      common_but_not_part_of_api();  
}

$ gcc -fvisibility=hidden -shared -fPIC  -o library file1.c file2.c
$ readelf --syms ./library
Symbol table '.symtab' contains 55 entries:
   Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
    48: 000003cc     5 FUNC    LOCAL  HIDDEN   12 common
    54: 000003d4    29 FUNC    GLOBAL DEFAULT  12 func