fmtlib/fmt 项目中 chrono 模块在 RHEL GCC 下的本地化格式问题分析

在 fmtlib/fmt 10.2.1 版本中，当使用 RHEL Dev tool set 12 提供的 GCC 12.2.1 编译器在 CentOS 7.6 系统上编译时，chrono 模块的本地化格式化功能会出现异常。具体表现为当尝试格式化星期几（weekday）时，会抛出 std::bad_cast 异常。

问题现象

当执行以下代码时会出现异常：

std::locale::global(loc);
auto sat = fmt::weekday(6);
fmt::format(loc, "{:L}", sat);

根本原因分析

问题的根源在于编译器和标准库实现的特殊配置。RHEL Dev tool set 12 的 GCC 在 CentOS 7.6 环境下预定义了 _GLIBCXX_USE_DUAL_ABI 为 0，这表明系统不支持双 ABI（Application Binary Interface）。

在 fmtlib/fmt 的 chrono.h 文件中，存在以下条件编译逻辑：

#if FMT_MSC_VERSION != 0 || \
    (defined(__GLIBCXX__) && !defined(_GLIBCXX_USE_DUAL_ABI))
    using code_unit = wchar_t;
#else
    using code_unit = char32_t;
#endif

当前的条件判断仅检查 _GLIBCXX_USE_DUAL_ABI 是否被定义，而没有检查其值是否为 0。这导致在 CentOS 7.6 环境下错误地使用了 char32_t 作为编码单元类型，而实际上应该使用 wchar_t。

技术背景

1. ABI 兼容性：GCC 5 引入了新的 C++11 ABI，为了保持向后兼容性，提供了双 ABI 支持机制。_GLIBCXX_USE_DUAL_ABI 宏控制这一行为。

2. 字符编码处理：fmt 库在处理本地化字符串时，需要选择适当的字符类型进行编码转换。在较旧的系统上，char32_t 相关的 codecvt 功能可能不完整或不可用。

3. 标准库实现差异：不同版本的 libstdc++ 对字符编码转换的支持程度不同，特别是在较旧的系统上。

解决方案

修正条件编译逻辑，同时检查宏是否定义及其值：

#if FMT_MSC_VERSION != 0 || \
    (defined(__GLIBCXX__) && (!defined(_GLIBCXX_USE_DUAL_ABI) || _GLIBCXX_USE_DUAL_ABI == 0))
    using code_unit = wchar_t;
#else
    using code_unit = char32_t;
#endif

这一修改确保了在以下情况下都会使用 wchar_t：

• 使用 MSVC 编译器
• 使用 GLIBCXX 且未定义 _GLIBCXX_USE_DUAL_ABI
• 使用 GLIBCXX 且 _GLIBCXX_USE_DUAL_ABI 显式设置为 0

兼容性考虑

这种修改保持了与以下环境的兼容性：

1. 现代 Linux 发行版（_GLIBCXX_USE_DUAL_ABI 默认为 1）
2. Windows 平台
3. 较旧的 Linux 发行版（如 CentOS 7.x）
4. 其他可能不支持 char32_t codecvt 的环境

总结

这个问题展示了 C++ 库开发中处理不同编译器和标准库实现时面临的挑战。特别是在处理本地化和字符编码这类系统依赖较强的功能时，需要仔细考虑各种环境下的兼容性问题。通过更精确的条件编译判断，可以确保库在不同环境下都能正常工作。