C 语言弱链接函数 __weak

1. 什么是弱链接函数

__weak 修饰的函数属于弱符号，用于提供可被覆盖的默认实现。当链接时发现同名的强符号函数，链接器会优先使用强符号，弱符号被忽略。

2. 语法格式

GCC 原生语法是 __attribute__((weak))，通常会自定义宏 __weak 来简化使用：

#define __weak __attribute__((weak))

__weak void function_name(void) {
    // 默认实现
}

3. 基础示例

00weak_default.c - 提供默认实现

#include <stdio.h>

#define __weak __attribute__((weak))

// 弱符号：默认配置
__weak void config(void) {
    printf("默认配置\n");
}

00weak_user.c - 用户覆盖实现

#include <stdio.h>

// 强符号：覆盖默认配置
void config(void) {
    printf("配置一\n");
}

int main(void) {
    config();  // 输出：配置一
    return 0;
}

编译运行：

gcc 00weak_default.c 00weak_user.c -o test
./test
# 输出：配置一

4. 工作原理

4.1 编译阶段：打标记

• 编译器看到 __weak 时，给符号打上「弱标记」
• 同一个 .c 文件内不能有多个同名函数（无论是否 weak），否则报重定义错误
• 此阶段不处理覆盖逻辑

4.2 链接阶段：看标记

• 链接器识别符号的弱标记（用 nm 命令可看到 W 标记）
• 按规则处理：强符号 > 弱符号
• 多个强符号会报重定义错误

5. 嵌入式示例：STM32 GPIO 中断回调

stm32f4xx_hal_gpio.c - HAL 库提供弱实现

// HAL 库提供空的弱回调函数
__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
    UNUSED(GPIO_Pin);
    // 用户应该在自己的代码中实现此函数
}

// GPIO 中断服务函数（HAL库内部）
void EXTI0_IRQHandler(void) {
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
    // 内部会调用 HAL_GPIO_EXTI_Callback
}

main.c - 用户实现强符号

// 用户实现 GPIO 中断回调（强符号覆盖弱符号）
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0) {
        // 按键中断处理
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);  // LED 翻转
    }
}

结果：链接时使用 main.c 中的强符号，HAL 库的弱符号被忽略。

6. 注意事项

6.1 ❌ 同文件内定义多个同名函数

// error.c
__weak void func(void) { }
void func(void) { }  // ❌ 编译错误：重定义

6.2 ❌ 函数签名不匹配

// lib.c
__weak void Init(void) { }

// main.c
void Init(int param) { }  // ❌ 签名不同，链接时报错

6.3 ✅ 必须在不同源文件

// lib.c
__weak void Init(void) { printf("default\n"); }

// main.c
void Init(void) { printf("custom\n"); }  // ✅ 正确覆盖

7. 总结