fPIC vs. fPIE

Posted on 2021-12-22 Edited on 2023-11-30

fPIC vs. fPIE

这两个都是编译选项，具体可以参考GCC的官方文档。其作用就是

参考[4], 实际-fPIC和-fPIE的区别非常有限。

It works very much like what PIC does for dynamic libraries, the difference is that a Procedure Linkage Table (PLT) is not created, instead PC-relative relocation is used.

差别就是体现在导出的全局变量上。如果使用-fPIE编译的.o文件，则不会为这些全局变量创建PLT表项。但用-fPIC选项则会创建。则使用-fPIC编译的代码，性能会略差。参考[5]，这一点性能损失也非常有限

注: 根据编译器同学的推测，这一差别也有可能在链接二进制的时候被抹去。

LLVM和GCC针对这两个编译选项的处理也不尽相同。GCC的处理可以参考[1]。而LLVM的处理是采用互相覆盖的方法。

clang++ -fPIE -fPIC -o a.o -c a.cpp
如果最后一个参数是-fPIC，则fPIE会被忽略。

clang++ -fPIE -fPIC -fPIE -o a.o -c a.cpp
同理，如果最后一个是-fPIE，那么-fPIC就会被忽略。这也是我们编译报错的原因。

cmake编译时的默认选项

cmake在2.8以后加入了编译策略（policy），每个策略拥有一个CMP的编号，例如：CMP0018 — CMake 3.22.1 Documentation。编译策略可以通过cmake_policy命令进行设置。
在CMP0018中，就阐明了针对position independent相关编译选项的设置，即POSITION_INDEPENDENT_CODE。通过设置该选项，可以为构建目标加入-fPIE的编译选项，以及-pie的链接选项。

cmake_minimum_required(VERSION 3.18.1)  
project(test  
    VERSION 2.0  
    LANGUAGES CXX  
)  
  
include(CheckPIESupported)  
check_pie_supported()  # <<< 加入这两行，-pie才能被成功添加，否则即便有POSITION_INDEPENDENT_CODE，也不会添加-pie的链接选项
  
set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE on)  
add_library(lib-static STATIC lib-static.cpp)  
add_library(lib-shared SHARED lib-shared.cpp)  
add_executable(test-exe main.cpp lib-static.cpp)   
  
set_target_properties(test-exe  
    PROPERTIES  
    POSITION_INDEPENDENT_CODE ON   # <<< 这一参数会为可执行二进制添加-fPIE和-pie
)

-fPIE的参数会通过该编译选项加入要链接到二进制的.o文件中，而动态库会默认加上-fPIC选项，即便设置了POSITION_INDEPENDENT_CODE，也不会加上-fPIE选项。当然如果通过CMAKE_C_FLAG之类的变量强行加上，还是可以的。
另外即便指定了POSITION_INDEPENDENT_CODE，-pie的链接选项仍然不会被加上。可以参考[3]。必须要指定这两行才可以:

1 2	include(CheckPIESupported) check_pie_supported()

Big Ben

fPIC vs. fPIE

fPIC vs. fPIE

cmake编译时的默认选项

参考文献