采用dlopen、dlsym、dlclose加载动态链接库

1、前言

　　为了使程序方便扩展，具备通用性，可以采用插件形式。采用异步事件驱动模型，保证主程序逻辑不变，将各个业务已动态链接库的形式加载进来，这就是所谓的插件。linux提供了加载和处理动态链接库的系统调用，非常方便。本文先从使用上进行总结，涉及到基本的操作方法，关于动态链接库的本质及如何加载进来，需要进一步学习，后续继续补充。如何将程序设计为插件形式，挖掘出主题和业务之间的关系，需要进一步去学习。

2、生产动态链接库

编译参数 gcc -fPIC -shared 

例如将如下程序编译为动态链接库libcaculate.so，程序如下：

int add(int a,int b)
{
    return (a + b);
}

int sub(int a, int b)
{
    return (a - b);
}

int mul(int a, int b)
{
    return (a * b);
}

int div(int a, int b)
{
    return (a / b);
}

编译如下： gcc -fPIC -shared caculate.c -o libcaculate.so 

3、dlopen、dlsym函数介绍

在linux上man dlopen可以看到使用说明，函数声明如下：

#include <dlfcn.h>

void *dlopen(const char *filename, int flag);

char *dlerror(void);

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

int dlclose(void *handle);

　　dlopen以指定模式打开指定的动态连接库文件，并返回一个句柄给调用进程，dlerror返回出现的错误，dlsym通过句柄和连接符名称获取函数名或者变量名，dlclose来卸载打开的库。 dlopen打开模式如下：

　　RTLD_LAZY 暂缓决定，等有需要时再解出符号 
　　RTLD_NOW 立即决定，返回前解除所有未决定的符号。

采用上面生成的libcaculate.so，写个测试程序如下：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <dlfcn.h>
 4
 5 //动态链接库路径
 6 #define LIB_CACULATE_PATH "./libcaculate.so"
 7
 8 //函数指针
 9 typedef int (*CAC_FUNC)(int, int);
10
11 int main()
12 {
13     void *handle;
14     char *error;
15     CAC_FUNC cac_func = NULL;
16
17     //打开动态链接库
18     handle = dlopen(LIB_CACULATE_PATH, RTLD_LAZY);
19     if (!handle) {
20     fprintf(stderr, "%s\n", dlerror());
21     exit(EXIT_FAILURE);
22     }
23
24     //清除之前存在的错误
25     dlerror();
26
27     //获取一个函数
28     *(void **) (&cac_func) = dlsym(handle, "add");
29     if ((error = dlerror()) != NULL)  {
30     fprintf(stderr, "%s\n", error);
31     exit(EXIT_FAILURE);
32     }
33     printf("add: %d\n", (*cac_func)(2,7));
34
35     cac_func = (CAC_FUNC)dlsym(handle, "sub");
36     printf("sub: %d\n", cac_func(9,2));
37
38     cac_func = (CAC_FUNC)dlsym(handle, "mul");
39     printf("mul: %d\n", cac_func(3,2));
40
41     cac_func = (CAC_FUNC)dlsym(handle, "div");
42     printf("div: %d\n", cac_func(8,2));
43
44     //关闭动态链接库
45     dlclose(handle);
46     exit(EXIT_SUCCESS);
47 }

编译选项如下：gcc -rdynamic -o main main.c -ldl

测试结果如下所示：

参考资料：

http://blog.chinaunix.net/uid-26285146-id-3262288.html

http://www.360doc.com/content/10/1213/22/4947005_77867631.shtml

dlopen 与dlsym

 Dynamically Loaded (DL)

在读HAL相关源码的时候发现这两个函数

简而言之，共享对象通过dlopen动态打开动态库的加载完成后，返回一个句柄，通过dlsym定位到你需要执行的函数指针然后可以在程序中使用

dlopen -- open a dynamically linked library

dlsym -- get the address of a symbol in a dynamically linked library

例子void *handle;

int i, *iptr;

int (*fptr)(int);

/* open the needed object */

handle = dlopen("/usr/mydir/libx.so", RTLD_LAZY);

/* find address of function and data objects */

fptr = (int (*)(int))dlsym(handle, "some_function");

iptr = (int *)dlsym(handle, "int_object");

/* invoke function, passing value of integer as a parameter */

i = (*fptr)(*iptr);

参考资料

http://topic.csdn.net/u/20090422/17/2ddcab88-2d50-478a-9b2e-2c2978ad604b.html

Additional link:

http://tldp.org/HOWTO/Program-Library-HOWTO/dl-libraries.html

具体实现

dlopen

基本定义

功能：打开一个动态链接库 
　　包含头文件： 
　　#include  
　　函数定义： 
　　void * dlopen( const char * pathname,
int mode ); 
　　函数描述： 
　　在dlopen的（）函数以指定模式打开指定的动态连接库文件，并返回一个句柄给调用进程。使用dlclose（）来卸载打开的库。 
　　mode：分为这两种 
　　RTLD_LAZY 暂缓决定，等有需要时再解出符号 
　　RTLD_NOW 立即决定，返回前解除所有未决定的符号。 
　　RTLD_LOCAL 
　　RTLD_GLOBAL 允许导出符号 
　　RTLD_GROUP
　　RTLD_WORLD 
　　返回值: 
　　打开错误返回NULL 
　　成功，返回库引用 
　　编译时候要加入 -ldl (指定dl库) 
　　例如 
　　gcc test.c -o test -ldl
编辑本段
使用 dlopen
　　dlopen()是一个强大的库函数。该函数将打开一个新库，并把它装入内存。该函数主要用来加载库中的符号，这些符号在编译的时候是不知道的。比如 Apache Web 服务器利用这个函数在运行过程中加载模块，这为它提供了额外的能力。一个配置文件控制了加载模块的过程。这种机制使得在系统中添加或者删除一个模块时，都不需要重新编译了。 
　　可以在自己的程序中使用 dlopen()。dlopen() 在 dlfcn.h 中定义，并在 dl 库中实现。它需要两个参数：一个文件名和一个标志。文件名可以是我们学习过的库中的 soname。标志指明是否立刻计算库的依赖性。如果设置为 RTLD_NOW 的话，则立刻计算；如果设置的是 RTLD_LAZY，则在需要的时候才计算。另外，可以指定 RTLD_GLOBAL，它使得那些在以后才加载的库可以获得其中的符号。

　　当库被装入后，可以把 dlopen() 返回的句柄作为给 dlsym() 的第一个参数，以获得符号在库中的地址。使用这个地址，就可以获得库中特定函数的指针，并且调用装载库中的相应函数。

dlsym
　　dlsym()的函数原型是 
　　void*
dlsym(void* handle,const char* symbol) 
　　该函数在文件中。 
　　handle是由dlopen打开动态链接库后返回的指针，symbol就是要求获取的函数的名称，函数返回值是void*,指向函数的地址，供调用使用

取动态对象地址：
#include
void *dlsym(void *pHandle, char *symbol);
dlsym根据动态链接库操作句柄(pHandle)与符号(symbol),返回符号对应的地址。
使用这个函数不但可以获取函数地址，也可以获取变量地址。比如，假设在so中
定义了一个void
mytest()函数，那在使用so时先声明一个函数指针：
void (*pMytest)(),然后使用dlsym函数将函数指针pMytest指向mytest函数，
pMytest = (void (*)())dlsym(pHandle, "mytest");