Linux动态链接库的使用

2022-04-10 02:40:42

1、前言

　　在实际开发过程中，各个模块之间会涉及到一些通用的功能，比如读写文件，查找、排序。为了减少代码的冗余，提高代码的质量，可以将这些通用的部分提取出来，做出公共的模块库。通过动态链接库可以实现多个模块之间共享公共的函数。之前看《程序员的自我修养》中讲到程序的链接和装入过程，这些玩意都是底层的，对于理解程序的编译过程有好处。http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-dynlink/博文介绍了程序的链接和装入过程。本文重点在于应用，如何编写和使用动态链接库，后续使用动态链接库实现一个插件程序。

2、动态链接库生产

　　动态链接库与普通的程序相比而言，没有main函数，是一系列函数的实现。通过shared和fPIC编译参数生产so动态链接库文件。程序在调用库函数时，只需要连接上这个库即可。例如下面实现一个简单的整数四则运输的动态链接库，定义的caculate.h和caculate.c两个文件，生产libcac.so动态链接库。

程序代码如下：

/*caculate.h*/

#ifndef CACULATE_HEAD_
#define CACULATE_HEAD_
//加法
int add(int a, int b);
//减法
int sub(int a, int b);
//除法
int div(int a, int b);
//乘法
int mul(int a, int b);

#endif


/*caculate.c文件*/
#include "caculate.h"

//求两个数的和
int add(int a, int b)
{
    return (a + b);
}
//减法
int sub(int a, int b)
{
    return (a - b);
}
//除法
int div(int a, int b)
{
    return (int)(a / b);
}
//乘法
int mul(int a, int b)
{
    return (a * b);
}

编译生产libcac.so文件如下： gcc -shared -fPIC caculate.c -o libcac.so
编写一个测试程序调用此动态链接库的函数，程序如下所示：

#include <stdio.h>
#include "caculate.h"

int main()
{
    int a = 20;
    int b = 10;
    printf("%d + %d = %d\n", a, b, add(a, b));
    printf("%d - %d = %d\n", a, b, sub(a, b));
    printf("%d / %d = %d\n", a, b, div(a, b));
    printf("%d * %d = %d\n", a, b, mul(a, b));
    return 0;
}

编译生产可执行文件main如下：gcc main.c -o main -L ./ -lcac （其中-L指明动态链接库的路径，-l后是链接库的名称，省略lib）
程序执行结果如下所示：

3、获取动态链接库的函数
　　linux提供dlopen、dlsym、dlerror和dlcolose函数获取动态链接库的函数。通过这个四个函数可以实现一个插件程序，方便程序的扩展和维护。函数格式如下所示：

#include <dlfcn.h>

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

char *dlerror(void);

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

int dlclose(void *handle);

 Link with -ldl.

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。写个测试程序调用上面生产libcac.so库如下所示：

#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>

#define DLL_FILE_NAME "libcac.so"

int main()
{
    void *handle;
    int (*func)(int, int);
    char *error;
    int a = 30;
    int b = 5;

    handle = dlopen(DLL_FILE_NAME, RTLD_NOW);
    if (handle == NULL)
    {
    fprintf(stderr, "Failed to open libaray %s error:%s\n", DLL_FILE_NAME, dlerror());
    return -1;
    }

    func = dlsym(handle, "add");
    printf("%d + %d = %d\n", a, b, func(a, b));

    func = dlsym(handle, "sub");
    printf("%d + %d = %d\n", a, b, func(a, b));

    func = dlsym(handle, "div");
    printf("%d + %d = %d\n", a, b, func(a, b));
    
    func = dlsym(handle, "mul");
    printf("%d + %d = %d\n", a, b, func(a, b));

    dlclose(handle);
    return 0;
}

程序执行结果如下所示：gcc call_main.c -o call_main -ldl

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