共享库的高级特性

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库的动态加载

一般用于实现插件功能，可通过调用函数来加载、卸载共享库。可以查找共享库中函数名、变量名所对应的指针。

# include <dlfcn.h>

void *dlopen(const char *libfilename, int flags);   //打开共享库
int dlclose(void *handle);                          //关闭共享库
const char *dlerror(void);                          //返回错误字符串
void *dlsym(void *handle, char *symbol);            //查找共享库中的符号

注意：使用共享库的动态加载，在gcc链接时，要加入 -ldl 选项。

dlopen() 打开共享库

void *dlopen(const char *libfilename, int flags);

• void *返回值：成功返回共享库句柄，失败返回NULL
• const char *libfilename：共享库名称
  
  • 名字包含’/’：按照绝对路径或相对路径使用
  • 名字不包含’/’：按照连接器默认方式搜索共享库
• int flags：选项
  
  • RTLD_LAZY：不解析共享库中未定义函数符号的内存地址，使用时再解析
  • RTLD_NOW：解析共享库库中未定义函数符号的内存地址，可用于调试
    注：以上两个选项为必选选项，二选一
  • RTLD_GLOBAL：这个共享库中解析的函数符号可以被后面打开的库使用
  • RTLD_LOCAL：这个共享库中解析的函数符号不能被后面打开的库使用
    注：以上两个选项为共享库的使用范围
  • RTLD_NODELETE：不卸载共享库，即使dlclose()后引用计数为0。此时，dlopen()不会重新初始化库中静态变量（glibc2.2可用）
  • RTLD_NOLOAD：不加载共享库，作用1：可用与测试共享库是否被加载，如果加载返回共享库句柄，不加载返回NULL。作用2：可再已打开的共享库上添加新的flags。（glibc2.2可用）
  • RTLD_DEEPBIND：解析库中符号引用时，先搜索库中的定义，如果库中没有，再搜索全局定义。（这个很有用，可无脑加上，glibc2.3.4可用）

dlclose() 关闭共享库

int dlclose(void *handle);

• int返回值：成功返回0，失败返回非0
• void *handle：共享库句柄

dlerror() 错误原因

const char *dlerror(void);

• const char *返回值：如果dl系列函数出错，可调用dlerror()获取出错原因字符串

dlsym()：获取符号的地址

void *dlsym(void *handle, char *symbol);

• void *返回值：成功返回符号的地址，失败返回NULL
• void *handle：共享库句柄
• char *symbol：符号名称（函数名、变量名）

例子

root@jing-VirtualBox:~# ls
a.out  libt.so  main.c  t.c
root@jing-VirtualBox:~# cat t.c    #有点懒，并没有写t.c的头文件。。。
# include <stdio.h>

void f()
{
    printf("lib t\n");
}
root@jing-VirtualBox:~# cat main.c 
# include <stdio.h>
# include <dlfcn.h>

int main(void)
{
    void *hander = dlopen("./libt.so", RTLD_LAZY);
    if (hander == NULL) {
        printf("%s\n", dlerror());
    }

    void (*f)() = dlsym(hander, "f");
    f();  //调用函数f

    dlclose(hander);

    return 0;
}
root@jing-VirtualBox:~# gcc main.c -ldl
root@jing-VirtualBox:~# ./a.out 
lib t

共享库的设计

• 因库可以动态加载，所以优秀共享库的.h文件，只包含对外可见的接口&变量。这样可以减少开销，防止程序员使用共享库私有的接口导致共享库升级时版本不兼容。

• 使用static关键字修饰符号，表示符号私有于一个代码快，无法被其他.o文件使用。

链接器版本脚本

作用：确保连接器只导出指定符号。

gcc -shared a.o b.o c.o -o libabc.so -Wl,--version-script,scriptfile.map

-Wl,–version-script,scriptfile.map：指定一个脚本，规定可以导出的符号，脚本如下

VER_1 {
    global:    # 可以被加载的符号
        f_a;
        f_b;
        f_c;
    local:
        *;     #*表示除global之外的所有符号
};

共享库的初始化函数和终止函数

初始化函数会在共享库加载的时候自动执行，终止函数会在共享库卸载的时候自动执行，代码如下。

void __attribute__ ((constructor)) 初始化函数名(void)
{
    /*初始化代码*/
}

void __attribute__ ((destructor)) 终止函数名(void)
{
    /*终止代码*/
}

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注：以上均出自 Linux/UNIX系统编程手册，只选了感觉有用的。