2019년 4월 26일 금요일

include, extern C, naming mangling, linking error

얼마 전 cpp 파일에서 header를 include 하지 않아서 linking error가 발생한 적이 있어 이에 대해서 찾아봤는데, 찾아보니 간단한 이유였었음.
아무래도 내가 C/C++ 수업에서 설명을 들었을 것 같은데 제대로 공부하지 않고 아무 생각 없이 코딩했던 내가 한심했음.

먼저 위의 현상이 발생한 원인을 예를 들어 설명하면
a.cpp 파일에서 정의된 test() 함수를 a.h에서 c-style(extern "C")로 선언을 하고
test() 함수를 b.cpp에서 사용하고 있는 상황에서
a.cpp에서 a.h를 include 하지 않으면 test() 함수 naming mangling으로
b.cpp에서 찾을 수 없는 상황이 되어 linking error가 발생하는 것이었음.

덕분에 아래 내용도 알게 되었으니 위안으로 삼자..

그리고 아래 내용은 모두 이 책에 정리되어 있음.
http://www.yes24.com/Product/Goods/23441719?scode=032&OzSrank=1

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https://stackoverflow.com/questions/48211215/how-is-the-header-file-connected-to-the-corresponding-cpp-file

cpp 파일 컴파일 시 header의 선언들에 대한 정의의 위치를 symbol table에 저장하고 컴파일 단위인 transition unit에서 찾지 못한 선언의 경우도 함께 저장한다.
cpp 파일이 모두 컴파일되고 linking 단계에서 모든 transition unit의 symbol table을 모아서 찾지 못한 선언의 정의도 업데이트하게 된다고 한다.


추가로 MS Visual C++ language guide에서 컴파일 방법과 참조 범위를 설명하고 있는데
https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/cpp/program-and-linkage-cpp?view=vs-2019

컴파일 단계에서 각 cpp에 대해서
cpp와 cpp에서 include하는 모든 header를 묶어서 translation unit으로 만든다고 하고
각 translation unit은 독립적이라 compile 시 영향을 주지 않는다고 함.

전역이나 namespace scope에 정의된 function이나 non-const 전역 변수들은 External linkage라고 하며 모든 translation unit에서 참조가 가능하지만
다른 object(variable, class definition 등)는 Internal linkage라 불리며 해당 object가 정의된 translation unit에서만 참조 가능하다고 함.


위에서 설명된 symbol table에 대해서 여러 사례로 보여주고 설명하는 article이다.
https://www.toptal.com/c-plus-plus/c-plus-plus-understanding-compilation
Symbol table, naming mangling, undefined symbol, header guard, pass by value/reference 등에 대해서 실제 예를 들며 자세히 설명하고 있음.

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