В чем разница между значениями видимости ELF STV_INTERNAL и STV_HIDDEN?

Вопрос или проблема

Я пытался понять значения видимости в ELF-файле и не смог понять разницу между STV_HIDDEN и STV_INTERNAL.

После некоторых исследований я обнаружил, что это может быть связано с тем, как символы экспортируются в таблице символов. Я не уверен, правильно это или нет, но если кто-нибудь сможет объяснить, в чем разница, это будет полезно для меня.

Возможно, это дубликат: Какие различия между уровнями видимости символов ELF? Но из ответа там я все равно не смог уловить разницу, возможно, более подробное объяснение поможет мне.

Спасибо

Ответ или решение

Основное отличие между значениями видимости STV_INTERNAL и STV_HIDDEN в контексте ELF (Executable and Linkable Format) заключается в том, как символы видны и обрабатываются в процессе связывания и исполнения. ELF — формат, широко используемый в операционных системах Linux и Unix для хранения исполняемых файлов, объектных файлов, библиотек и других типов файлы. Одной из важных характеристик ELF является организация символов и их видимость, которая управляет тем, как способы доступа и использования этих символов в различных стадиях разработки программного обеспечения.

Теория (Theory):
В ELF-файлах символы могут иметь разную видимость, что влияет на их доступность для связывания и использования за пределами модулей, в которых они определены. Видимость символов управляется использованием атрибутов видимости, которые устанавливаются с помощью различных флагов в заголовках ELF и в символах таблицы символов.

STV_HIDDEN:
STV_HIDDEN — это настройка, которая ограничивает видимость символа в пределах того же компонента или модуля. Символ с этой видимостью недоступен для других модулей или динамических библиотек в процессе связывания. То есть, символы с таким атрибутом не экспортируются и, следовательно, не могут быть разрешены за пределами исходного ELF-файла.
STV_INTERNAL:
STV_INTERNAL предполагает еще более ограниченную видимость, чем STV_HIDDEN. Символы с видимостью STV_INTERNAL предназначены исключительно для внутренних нужд исполняемого модуля и даже не доступны в процессе динамического связывания и выполнения. Это означает, что внутренние символы никак не могут быть использованы даже в пределах одной и той же программы, если они охватывают более одного модуля.

Пример (Example):
Представим, что вы создаете модуль, который содержит несколько функций, определенных как API вашей библиотеки, и некоторые вспомогательные функции, которые не должны вызываться из-за пределов этого модуля.

Символы функций API, которые должны быть доступны пользователям вашей библиотеки, могут иметь видимость, такую как STV_DEFAULT, что делает их доступными для связывания с другими объектными файлами.
Вспомогательные функции, которые не предназначены для использования за пределами библиотеки, могут иметь видимость STV_HIDDEN. Это обеспечит их использование только внутри библиотеки и не позволит экспортировать их в символы таблицы, доступные для внешних модулей.
Если у вас есть функции или данные, которые должны оставаться строго внутри модуля и не должны быть доступны даже для других частей той же программы, это подразумевает использование STV_INTERNAL. Однако, на практике этот тип видимости используется крайне редко и поддерживается не всеми системами.

Применение (Application):
Понимание и использование различных уровней видимости в ELF-файлах позволяет разработчикам лучше управлять доступностью символов, что может существенно повысить безопасность и стабильность программного обеспечения. Направления использования могут быть следующими:

Оптимизация производительности: Определяя символы с подходящей видимостью, компилятор и линкер могут выполнять более агрессивные оптимизации, так как им известно, что определенные символы не будут изменяться или использоваться извне.
Улучшение организации кода: Символы, скрытые от внешнего мира посредством STV_HIDDEN, помогают поддерживать архитектурную чистоту модулей, ограничивая взаимодействие только необходимыми интерфейсами.
Безопасность: За счет минимизации экспорта символов можно уменьшить потенциальную поверхность атаки программы, поскольку внешние объекты и библиотеки не смогут напрямую взаимодействовать с внутренними частями программы.

Для эффективного использования этих механизмов специалисты должны разрабатывать стратегию на этапе проектирования библиотек и программ, учитывая, какой уровень видимости нужен для каждого типа функций или данных, и использовать доступные средства для указания этих атрибутов компиляторам и линкерам.

В заключение, различное управление видимостью символов — это мощный инструмент для улучшения организации кода, производительности и безопасности программного обеспечения. Понимание разницы между STV_INTERNAL и STV_HIDDEN и их правильное применение может значительно облегчить процесс разработки и сопровождения сложных систем.