clang 对全局变量的行为不同

Question

我有这些由 3 个文件组成的虚拟软件：

test.h

int gv;
void set(int v);

test.c

#include "test.h"

void set(int x) {
    gv = x;
}

main.c

#include "test.h"
#include <assert.h>

int main() {
    set(1);
    assert(gv == 1);
}

代码编译并且运行在 MSVC 2019 和 GCC 8 中都很好，但是 clang（Visual Studio 2019 提供的 clang-cl 11）在 link 时失败抱怨gv 已经定义：

1>------ Build started: Project: test, Configuration: Debug x64 ------
1>lld-link : error : undefined symbol: gv
1>>>> referenced by ...\test\main.c:6
1>>>>               x64\Debug\main.obj:(main)
1>>>> referenced by ...\test\test.c:4
1>>>>               x64\Debug\test.obj:(set)
1>Done building project "test.vcxproj" -- FAILED.

我知道 extern 是在文件范围内定义的对象的默认值 storage-class specifier，但是如果我明确指定 extern 到 int gv，它会破坏 link与每个编译器一起使用（当然，除非我在源文件中添加 gv 的定义）。

有些事情我不明白。发生了什么事？

Answer 1

I understand that extern is the default storage-class specifier for objects defined at file scope

确实如此，但是 link 年龄因 gv 符号的“重新定义”而中断，不是吗？

这是因为 test.c 和 main.c 在预处理器包含 header 之后都有 int gv;。因此最终 objects test.o 和 main.o 都包含 _gv 符号。

最常见的解决方案是在 test.h header 文件中包含 extern int gv;（它告诉编译器 gv 存储分配在其他地方）。在 C 文件中，例如 main.c，定义 int gv;，这样 gv 的存储将实际分配一次，但只在 main.o object 中分配一次。

编辑：

引用您提供的相同 link storage-class specifier，其中包含以下语句：

Declarations with external linkage are commonly made available in header files so that all translation units that #include the file may refer to the same identifier that are defined elsewhere.

Answer 2

int gv; 是 gv 的 暂定定义 ，根据 C 2018 6.9.2 2. 当翻译单元中没有常规定义时 (正在编译的文件及其包含的所有内容），暂定定义成为初始值设定项为零的定义。

由于test.c和main.c都包含这个暂定定义，所以test.c和main.c中都有暂定定义。当这些链接在一起时，您的程序有两个定义。

C 标准没有定义同一标识符有两个具有外部链接的定义时的行为。（有两个定义违反了 C 2018 6.9 5 中的“应”要求，标准没有定义违反要求时的行为。）由于历史原因，一些编译器和链接器将暂定定义视为“公共符号”定义，将由链接器合并——具有相同符号的多个暂定定义将被解析为一个定义。有些人没有；有些将暂定定义更多地视为常规定义，如果有多个定义，链接器会抱怨。这就是为什么您会看到不同编译器之间存在差异的原因。

要解决这个问题，你可以把test.h中的int gv;改成extern int gv;，这样就变成了一个非定义的声明（甚至不是暂定的定义）。那么你应该把int gv;或int gv = 0;放在test.c中，为程序提供一个定义。另一种解决方案可能是使用 -fcommon 开关，如下所示。

默认行为在 GCC 版本 10 中发生了变化（在某些时候可能还有 Clang；我的 Apple Clang 11 的行为与您的报告不同）。使用 GCC 和 Clang，您可以 select 使用命令行开关 -fcommon（将暂定定义视为通用符号）或 -fno-common（如果存在链接器错误）所需的行为多个暂定定义）。

一些附加信息是 here and 。

clang 对全局变量的行为不同

clang behaves differently with global variables

c

linker

storage-class-specifier