Mp4V2与ffmpeg静态库符号冲突问题解决

一、为什么静态符号会冲突

　　无论macho二进制类型，还是Windows上的PE格式，还是Linux上的ELF格式，里面都是按照特定格式存放的一个程序的代码和数据

　　比如Linux下的可执行文件格式，大致分为下面这些段

　　参考：https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-excutff/　　　　

　　不同操作系统支持的可执行文件格式不一样，但是不同平台上面可执行文件执行的流程是一样的。读取可执行文件，分别解析不同段，并解析之后，映射到进程中，

　　进程中的内存分布也是分段，这样方便数据组织和权限管理。

　　不同的静态库文件，映射到进程之后，还存在一个软连接的过程，想象一下，一个函数在其他B库中实现，A要使用的时候，是怎么调用的。

　　怎么知道B中方法的地址呢。

　　在B库映射到进程中后，A方法调用这个函数（符号）之前，操作系统已经找到这个符号在进程中的地址，建立符号->之际函数入口点的过程，就是符号表映射的过程，

　　这也是fishhook的原理，以上是我的理解。

二、分析工具介绍

　　有一个工具nm，能够用来分析二进制文件，可以扫描到可执行文件中的符号、以及相关信息。

NAME
       nm - list symbols from object files

SYNOPSIS
       nm [-A|-o|--print-file-name] [-a|--debug-syms]
          [-B|--format=bsd] [-C|--demangle[=style]]
          [-D|--dynamic] [-fformat|--format=format]
          [-g|--extern-only] [-h|--help]
          [-l|--line-numbers] [-n|-v|--numeric-sort]
          [-P|--portability] [-p|--no-sort]
          [-r|--reverse-sort] [-S|--print-size]
          [-s|--print-armap] [-t radix|--radix=radix]
          [-u|--undefined-only] [-V|--version]
          [-X 32_64] [--defined-only] [--no-demangle]
          [--plugin name] [--size-sort] [--special-syms]
          [--synthetic] [--target=bfdname]
          [objfile...]

DESCRIPTION
       GNU nm lists the symbols from object files objfile....  If no object
       files are listed as arguments, nm assumes the file a.out.

       For each symbol, nm shows:
        # ... run man nm for detials.

　　不同符号的不同类型

Value	Descripition	Note
A	The symbol's value is absolute, and will not be changed by further linking.	符号绝对，链接过程不会改变
B/b	The symbol is in the uninitialized data section (known as BSS).	非初始化符号
C	The symbol is common.	公有符号，链接时会被同名符号覆盖
D/d	The symbol is in the initialized data section.	初始化符号
G/g	The symbol is in an initialized data section for small objects.	初始化符号，面向小数据访问优化
I	The symbol is an indirect reference to another symbol.	其它符号的间接引用
N	The symbol is a debugging symbol.	调试符号
P	The symbols is in a stack unwind section.	栈区符号（清空）
R/r	The symbol is in a read only data section.	符号只读
S/s	The symbol is in an uninitialized data section for small objects.	非初始化符号，面向小数据访问优化
T/t	The symbol is in the text (code) section.	代码区符号
U	The symbol is undefined.	未定义或在外部定义的符号
u	The symbol is a unique global symbol.	全局唯一，GNU保留符
V/v	The symbol is a weak object.	弱定义符（详见C++强弱符号定义）
W/w	The symbol is a weak symbol that has not been specifically tagged as a weak object symbol.	emm...绕口令符号
-	The symbol is a stabs symbol in an a.out object file.	stabs格式符号
?	The symbol type is unknown, or object file format specific.	NM也不认识的符号

　　比如：（参考 https://www.jianshu.com/p/a86bd1b8e4a5）

　　

rew@rew:/usr/lib64$ nm libpthread.a

nptl-init.o:
                 U __default_pthread_attr
                 U __default_pthread_attr_lock
                 U _dl_cpuclock_offset
                 U _dl_get_tls_static_info
                 U _dl_init_static_tls
                 U _dl_pagesize
                 U _dl_wait_lookup_done
                 U __fork_generation
                 U __getrlimit
                 U __is_smp
                 U __libc_fatal
0000000000000008 C __libc_multiple_threads_ptr
                 U __libc_pthread_init
                 U __libc_setup_tls
                 U __libc_sigaction
                 U __libc_stack_end
                 U __lll_lock_wait_private
                 U __lll_unlock_wake_private
0000000000000000 b __nptl_initial_report_events
00000000000001b0 T __nptl_set_robust
                 U __nptl_setxid_error
0000000000000000 r nptl_version
00000000000004b0 T __pthread_get_minstack
00000000000001d0 T __pthread_initialize_minimal
00000000000001d0 T __pthread_initialize_minimal_internal

　　

三、问题解决过程

　　最近发现，米家App中新引入了一个Mp4V2的.a静态库后，ffmpeg工作不正常了，Xcode调试过程中没有任何信息，只能看到crash　　

　　

　　经过一番思索，猜测可能是这个库和ffmpeg本来的库存在符号冲突，使用nm工具导出所有符号

　　在静态库libmp4v2.a同级目录下面执行 命令

nm -U libmp4v2.a  | grep  -v ' t ' | grep -v ' s ' | grep -v ' d ' |  grep -v ' b ' | awk '{print $3}' | tr -s '\n' > symbol.txt

　　看下symbol.txt的结果

 cat symbol.txt

　　

　　生成的符号结果很多，其中因为.a是fat结构，很多符号是冲突的。

　　一些符号明显带有mp4v2的标记，不可能跟ffmpeg冲突，所以，要对结果过滤下

　　编写一段脚本代码，过滤这个文本

　　过滤掉Mp4相关，并且去重

#!/usr/bin/env python3
# _*_ coding:utf-8 _*_
#
# @Version : 1.0
# @Time    : 2019/6/29 3:13
# @Author  : ddyt
# @File    : LessSymbol.py
#
# 符号表处理

import cxxfilt

if __name__ == '__main__':
    s = set()
    file = open("symbol.txt")
    fileLines = file.readlines()
    for line in fileLines:
        if "mp4" not in line and line.rstrip() not in s and "MP4" not in line:
            print(cxxfilt.demangle(line.rstrip()))
            s.add(line.rstrip())

　

　过滤结果　　

　　　

　　部分符号看起来很复杂，这个是C++类的方法经过编译器mangle之后生成的

　　将所有内容进行demangle，打开 https://demangler.com/，输入脚本生成的结果，demangle

　　可以看到一些复杂的符号，是C++ string的符号产生的，忽略掉这些符号

　　

　　可以看到一些特殊的方法

_av_free
_av_freep
_av_log2
_av_log2_16bit
_av_malloc
_av_mallocz
_av_realloc
_av_realloc_array
_av_realloc_f
_av_reallocp
_av_reallocp_array
_avio_w8
_avio_wb16
_avio_wb32
_avio_write
_ff_avc_find_startcode
_ff_avc_parse_nal_units
_ff_avc_parse_nal_units_buf
_ff_golomb_vlc_len
_ff_interleaved_dirac_golomb_vlc_code
_ff_interleaved_golomb_vlc_len
_ff_interleaved_se_golomb_vlc_code
_ff_interleaved_ue_golomb_vlc_code
_ff_isom_write_hvcc
_ff_se_golomb_vlc_code
_ff_ue_golomb_len
_ff_ue_golomb_vlc_code
_mov_assm_hvcc_data
_mov_hvcc_add_nal_unit
_mov_write_hev1_tag
_mov_write_hvcc_tag

　　这些带有ff前缀和av前缀的，就是来自ffmpeg，这些符号就是冲突的根源

再看下crash时候的堆栈，最后一个方法avio_write在上面的符号中

　　现在冲突的原因找到了，处理思路分为两种

　　1、修改冲突的函数的名字

　　2、使用宏定义来修改函数的名字

　　这里采用第一种，使用Visual Code打开代码目录

　　

　　然后，针对可能冲突的符号，逐一全局查找替换

　　

　　

　　到此，工作基本完成

　　修改完毕之后，合并测试