根据用户配置在运行时链接共享对象

Linking shared objects at runtime depending on user configuration

本文关键字：链接 共享 对象 运行时 用户 配置      更新时间：2023-10-16

TL;博士

我有一个想在我的程序中使用的库，它有两个不同的版本。两个版本提供相同的接口，但用于编译它们的选项不同。

但是，我现在想使用特定版本的库，由于两个版本都适用于不同的任务，并且用户应定义要执行的任务，我需要决定在运行时使用哪个库。

我知道我可以使用dlopen和dlsym根据用户的选择在运行时加载正确的库，但是界面非常大，将我需要的所有内容加载到不同的函数指针中会非常乏味......

问题所在

我有一个库，它有两个不同的版本。两个版本都提供相同的界面，但适合的任务有所不同。 文件树如下所示：

lib
 - lib_task1
 - libsharedobj.so
 - lib_task2
 - libsharedobj.so

我想为用户提供选择在运行时执行的任务的可能性。因此，我还需要决定在运行时选择哪个库。 我的想法是编写一个包装器，它提供与库相同的接口，我将在其中dlopen所需的库并将相应的符号dlsym到函数指针中。但是，库接口非常大，按照描述包装它会非常乏味，而且它是一个 C 接口，所以它还包含很多我希望不要在包装器外部看到的原始指针。

这里有一个小例子

// library interface
typedef struct {
// ...
} a_type;
void do_something(a_type* param);
// wrapper 
class LibWrapper {
private:
void (*do_something)(a_type*);
void* lib;
public:
LibWrapper(const bool task_one) { // specified by the user
if (task_one) {
lib = dlopen("/usr/lib/lib_task1/libsharedobj.so", RTLD_NOW);
} else {
lib = dlopen("/usr/lib/lib_task2/libsharedobj.so", RTLD_NOW);
}
do_something = dlsym(lib, "do_something");
}
~LibWrapper() {
if (lib) {
dlclose(lib);
}
}
void do_something(std::unique_ptr<a_type> param) {
do_something(param.get());
}
};

问题

有没有更好的方法，或者我真的需要逐个加载每个符号？

操作系统：ubuntu 14.04。
兼容性： C++11

混淆LD_PRELOAD设置的一种方法是，当您的程序启动时，如果LD_PRELOAD设置不当，请确定您想要的设置，添加它，然后立即使用您自己的参数执行以重新启动！ 我认为LD_PRELOAD在这里更有意义，如果它能满足您的需求，因为它更容易检测它是否按照您需要的方式设置。

您可以通过在启动程序之前设置环境变量LD_LIBRARY_PATH来解决此问题。 如有必要，编写一个启动程序来执行此操作：

LD_LIBRARY_PATH=lib/lib_task1 ./myprog # or lib_task2

然后ld.so将首先在指定的目录中查找libsharedobj.so，无论链接了哪个目录(即ldd myprog显示哪个目录)。

你可以考虑使用 objcopy 来重命名库中的公共符号吗？

[更多详情请见要求]

如果将两个库中的所有竞争函数重命名为非竞争命名空间，则可以同时加载它们，并在运行时选择所需的符号。

如果可以使唯一名称看起来像真正的 c++ 命名空间，则应该能够通过在命名空间定义中 #including 现有头文件来重用它。

下面是一些全局和命名空间损坏的名称：

U _Z9MyTestFn1Pv
U _Z9MyTestFn2Pv
U _ZN2N19MyTestFn1EPv
U _ZN2N19MyTestFn2EPv
U _ZN2N29MyTestFn1EPv
U _ZN2N29MyTestFn2EPv

你可以在这里解散它们：https://demangler.com/

使用objcopy --redefine-sym old=new或objcopy --redefine-syms=filename进行重命名。重命名可以使用 nm 和 sed 生成。

通过一些额外的聪明的宏工作，你甚至可以让它编写一个c风格的函数表原型。不过，您仍然需要填充该表，但是通过拥有真正的原型，您不太可能遭受使用dlsym太容易出现的胖手指错误。

标头读取以下内容以允许指针声明：

int (PTR_MAYBE FirstExternalFn) ( int firstArg,  ...  ) ;
std::stringint (PTR_MAYBE SecondExternalFn) ( bool firstArg,  ...  ) ;

或者这可能太多了，但也允许自动填充跳转表：

RETURNS(int) (PTR_MAYBE FirstExternalFn) ARGUMENTS ( int firstArg,  ...  ) ENDLINE
RETURNS(std::stringint) (PTR_MAYBE SecondExternalFn) ARGUMENTS ( bool firstArg,  ...  ) ENDLINE

第三种方法旨在帮助填充填充虚拟 c++ 类，它要求您将每个参数装饰为表单OneWordType (name)，这在模板中相对容易，即const char* name变得DecorateArg<char>::const_ptr (name).然后，这允许您调用声明！当然，使用虚拟类的代价是代码带有一个你永远不会使用的 this 指针，并且你正在进行额外的填充程序调用。

注意：此文件被多次包含，并且没有包含保护，但它不再真正用于直接使用。您可以 #error 是否未定义父包含。

您可以通过多种方式使用它：

//Declare the external methods
#define PTR_MAYBE 
#define ARGUMENTS 
#define ENDLINE ;
namespace FirstLib {
#include Header.hpp
}
// And the second library
namespace SecondLib {
#include Header.hpp
}
//define the indirection table declaration
#define PTR_MAYBE *
struct Indirection
{
#include Header.hpp
void* dummy;
};
namespace FirstLib 
{
extern Indirection indirection;
}
namespace SecondLib 
{
extern Indirection indirection;
}
// populate the table
#define ARGUMENTS(...) 
#define ENDLINE ,
namespace FirstLib 
{
Indirection indirection =
{  
#include Header.hpp
nullptr
};
}
/* looks like:
FirstExternalFn,
SecondExternalFn,
nullptr
*/
namespace SecondLib 
{
Indirection indirection =
{  
#include Header.hpp
nullptr
};
}

这有点令人讨厌的宏黑客，但如果你愿意自己构建表，你不需要 ARGUMENTS 或 ENDLINE，这让它更加理智。

我们现在可以访问 2 个间接寻址表，FirstLib：：indirection，SecondLib：：indirection，您可以在其中或多或少地直接从主代码调用库方法，方法是将指针分配给您喜欢的：

std::cout << currentIndirection->FirstExternalFn(nullptr);

这在精神上与在 C 中使用 dlopen 时是否有一种优雅的方法来避免 dlsym？基本上，您正在寻找Windows导入库的等效项，该库将提供存根符号来满足静态链接器，然后在运行时dlopen具有实际实现的动态库。

开箱即用的 Linux 不支持导入库，因此人们通常手动或通过为特定项目量身定制的脚本(例如 GLEW)实现存根。我最近开发了 Implib.so 来自动生成与POSIX兼容的导入库。模错误，您应该能够将其用作

$ implib-gen.py --dlopen-callback=mycallback

(mycallback选择库的适当版本并dlopen)。

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