Clang下重写__cxa_throw遇重复符号错误（GCC无此问题）

我希望增强__cxa_throw的信息输出，该方案仅计划用于Debug构建。相关代码在GCC 4.8.5下编译运行完全正常，但在Clang 12.0.1中链接时出现如下错误：

ld.lld: error: duplicate symbol: __cxa_throw
>>> defined at exc_override.cpp
>>>            exc.o:(__cxa_throw)
>>> defined at cxa_exception.cpp
>>>            cxa_exception.cpp.o:(.text.__cxa_throw+0x0) in archive /opt/compilers/clang-12.0.1/bin/../lib/x86_64-unknown-linux-gnu/c++/libc++.a

涉及代码文件 #

main.cxx #

#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include "exc_override.h"

int main(int argc, char** argn) {

    try {
        throw std::runtime_error("boom");
    } catch(...)
    {
        std::cout << "caught" << std::endl;
    }

    return 0;
}

exc_override.h #

#pragma once

extern "C"
void __cxa_throw (void *thrown_exception, void *pvtinfo, void (*dest)(void *)) ;

exc_override.cpp #

#include "exc_override.h"
#include <cstdlib>
#include <dlfcn.h>
#include <execinfo.h>
#include "stdio.h"

typedef void (*cxa_throw_type)(void *, void *, void (*) (void *));
cxa_throw_type orig_cxa_throw = 0;

void load_orig_throw_code()
{
    orig_cxa_throw = (cxa_throw_type) dlsym(RTLD_NEXT, "__cxa_throw");
}

extern "C"
void __cxa_throw (void *thrown_exception, void *pvtinfo, void (*dest)(void *)) {
    printf(" ################ DETECT A THROWN !!!!! #############\n");
    if (orig_cxa_throw == 0)
        load_orig_throw_code();
    
    orig_cxa_throw(thrown_exception, pvtinfo, dest);
}

编译命令 #

GCC编译命令 #

gcc main.o exc_override.o -o testprogram
g++ main.o exc_override.o -o testprogram
g++ main.o exc_override.o -o testprogram -ldl

Clang编译命令 #

clang++ -c main.cxx -o main.o
clang++ -c exc_override.cpp -o exc.o
clang++ main.o exc.o -o testprogram

请问该如何解决Clang下的重复符号问题？

冲突根源是Clang默认链接静态版本的libc++，其中已包含__cxa_throw的实现，而你的代码又定义了同名符号，导致链接器报错。以下是几种针对性的解决方式：

1. 动态链接libc++（推荐适配Debug场景） #

既然你的方案仅用于Debug构建，可通过动态链接方式让自定义实现优先加载，同时保证能找到原函数：
修改Clang链接命令，添加-ldl（支持dlsym）并指定动态版libc++：

clang++ main.o exc.o -o testprogram -ldl -shared-libc++

动态库版本的libc++会通过RTLD_NEXT被你的自定义函数找到原实现，完全避开静态库的符号冲突。

2. 将自定义__cxa_throw标记为强符号优先 #

通过链接器选项强制指定使用你实现的__cxa_throw，忽略静态库中的版本：

clang++ main.o exc.o -o testprogram -ldl -Wl,--exclude-libs=libc++.a -Wl,--defsym=__cxa_throw=exc.o:__cxa_throw

该命令直接告诉链接器，__cxa_throw符号采用exc.o中的定义，排除静态库中的同名符号。

3. 仅在Debug构建中编译自定义实现 #

利用编译宏控制，只在Debug模式下包含__cxa_throw的自定义代码：
修改exc_override.cpp：

#ifdef DEBUG
extern "C"
void __cxa_throw (void *thrown_exception, void *pvtinfo, void (*dest)(void *)) {
    printf(" ################ DETECT A THROWN !!!!! #############\n");
    if (orig_cxa_throw == 0)
        load_orig_throw_code();
    
    orig_cxa_throw(thrown_exception, pvtinfo, dest);
}
#endif

编译Debug版本时添加-DDEBUG宏：

clang++ -c exc_override.cpp -o exc.o -DDEBUG
clang++ main.o exc.o -o testprogram -ldl -shared-libc++ -DDEBUG

Release构建不会包含自定义符号，自然不会有冲突。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Steve