无辜的张三
我的主人对张三说:兄弟,我的这个动态链接库升级了,功能更强大哦,想不想试一下?
张三心想:我是使用 dlopen 的方式来动态加载动态库文件的,不需要对可执行程序重新编译或者链接,直接运行就完事了!
于是他二话不说,直接就把我拿过去,丢在他的可执行程序目录下,然后执行 main 程序。
可是这一次,他看到的结果却是:
dlopen failed!
为什么会加载失败呢?上次明明是正常执行的!张三一脸懵逼!
其实,这压根就不能怪我!以为我刚才就说了:谁要是想使用我,就必须告诉我 func_in_main 这个函数的地址在哪里!
可是在张三的这个进程里,我到处都找不到这个函数的地址。既然你没法满足我,那我就没法满足你!
锦囊1: 导出符号表
张三这下也没辙了,只要找我的主人算账:我的应用程序代码一丝一毫都没有动,怎么换了你给的新动态链接库就不行了呢?
主人慢条斯理的回答:疏忽了,疏忽了,忘记跟你说一件事情了:这个动态库啊,它需要你多做一件事情:在你的程序中提供一个名为 func_in_main 的函数,这样就可以了。
张三一想:这个好办,加一个函数就是了。
因为这个可执行程序只有一个 main.c 文件,于是他在其中新加了一个函数:
void func_in_main(void)
{
printf("func_in_main ");
}
然后就开始编译、执行,一顿操作猛如虎:
# gcc -m32 -o main main.c -ldl
# ./main
dlopen failed!
咦?怎么还是失败?!已经按照要求加了 func_in_main 这个函数了啊?!
这个傻X张三,对,你确实是在 main.c 中加了这个函数,但是你仅仅是加在你的可执行程序中的,但是我却压根就看不到这个函数啊!
不信的话,你检查一下编译出来的可执行程序中,是否把 func_in_main 这个符号导出来了?如果不导出来,我怎么能看到?
# 查看导出的符号表
$ objdump -e main -T | grep func_in_main
# 这里输出为空
既然输出为空,就说明没有导出来!这个就不用我教你了吧?
茴香豆的“茴”字,一共有四种写法。。。
哦,不,导出符号,一共有两种方式:
方式1:导出所有的符号
$ gcc -m32 -rdynamic -o main main.c -ldl
当然,下面这个指令也可以:
gcc -m32 -Wl,--export-dynamic -o main main.c -ldl
方式2:导出指定的符号
先定义一个文件,把需要导出的符号全部罗列出来:
文件:exported.txt
{
extern "C"
{
func_in_main;
};
};
然后,在编译选项中指定这个导出文件:
gcc -m32 -Wl,-dynamic-list=./exported.txt -o main main.c -ldl
使用以上两种方式的任意一种即可,编译之后,再使用 objdump 指令看一下导出符号:
$ objdump -e main -T | grep func_in_main
080485bb g DF .text 00000019 Base func_in_main
嗯,很好很好!张三赶紧按照这样的方式操作了一下,果真成功执行了函数!
$ ./main
func_in_lib is called
func_in_main
b = 2
也就是说,在我的动态库文件中,正确的找到了外部其他模块中的函数地址,并且愉快的执行成功了!
锦囊2: 动态注册
虽然执行成功了,张三的心里隐隐约约的仍然有一丝不爽的感觉,每次编译都要导出符号,真麻烦,能不能优化一下?
于是他找到我的主人,表达了自己的不满。
主人一瞧,有个性!既然你不想提供,那我就满足你:
首先,在动态库中提供一个默认的函数实现(func_in_main_def);
然后,再提供一个专门的注册函数(register_func),如果外部模块想提供 func_in_main 这个函数,就调用注册函数注册进来;
此时,lib.c 最新的代码就变成这个样子了:
#include <stdio.h>
// 默认试下
void func_in_main_def(void)
{
printf("the main is lazy, do NOT register me! ");
}
// 定义外部函数指针
void (*func_in_main)() = func_in_main_def;
void register_func(void (*pf)())
{
func_in_main = pf;
}
int func_in_lib(int k)
{
printf("func_in_lib is called ");
if (func_in_main)
func_in_main();
return k + 1;
}
然后编译,全新的我再一次诞生了 lib.so:
gcc -m32 -fPIC --shared -o lib.so lib.c
主人把我丢给张三的时候说:好了,满足你的需求,这一次你不用提供 func_in_main 这个函数了,当然也就不用再导出符号了。
不过,如果如果有一天,你改变了注意,又想提供这个函数了,那么你就要通过动态库中的 register_func 函数,把你的函数注册进来。
Have you got it?赶紧再去试一下!
这个时候,张三再次使用我的时候,就不需要导出他的 main.c 里的那个函数 func_in_main 了,实际上他可以把这个函数从代码中删掉!
编译、执行,张三再一次猛如虎的操作:
$ gcc -m32 -o main main.c -ldl
$ ./main
func_in_lib is called
the main is lazy, do NOT register me!
b = 2
嗯,结果看起来是正确的。
咦?怎么多了一行字:the main is lazy, do NOT register me!
难道是在质疑我的技术能力吗?好吧,既然如此,我也满足你,不就是注册一个函数嘛,简单:
// 文件: main.c
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dlfcn.h>
typedef int (*pfunc)(int);
typedef int (*pregister)(void (*)());
// 控制注册函数的宏定义
#define REG_FUNC
#ifdef REG_FUNC
void func_in_main(void)
{
printf("func_in_main ");
}
#endif
int main(int argc, char *agv[])
{
int a = 1;
int b;
// 打开动态库
void *handle = dlopen("./lib.so", RTLD_NOW);
if (handle)
{
#ifdef REG_FUNC
// 查找动态库中的注册函数
pregister register_func = (pregister) dlsym(handle, "register_func");
if (register_func)
{
register_func(func_in_main);
}
#endif
// 查找动态库中的函数
pfunc func = (pfunc) dlsym(handle, "func_in_lib");
if (func)
{
b = func(a);
printf("b = %d ", b);
}
else
{
printf("dlsym failed! ");
}
dlclose(handle);
}
else
{
printf("dlopen failed! ");
}
return 0;
}
然后编译、执行:
$ gcc -m32 -o main main.c -ldl
$ ./main
func_in_lib is called
func_in_main
b = 2
完美收官!
PS:很多平台级的代码,例如一些工控领域的运行时(Runtime)软件,大部分都是通过注册的方式,来把平台代码、用户代码进行连接、绑定的。