在動態庫中調用外部函數的方法

本篇內容介紹了“在動態庫中調用外部函數的方法”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

愉快的玩耍

比如：我的主人編寫了這么一段簡單的代碼：

# 文件：lib.c  #include <stdio.h>  int func_in_lib(int k) {     printf("func_in_lib is called \n");     return k + 1; }

只要用如下命令來編譯，我就誕生出來了 lib.so，也就是一個動態鏈接庫：

$ gcc -m32 -fPIC --shared -o lib.so lib.c

這個時候，主人隨便把我丟給誰，我都可以為他服務，只要他調用我肚子里的這個函數 func_in_lib 就可以了。

雖然目前你看到我提供的這個函數很簡單，但是道理都是一樣的，后面如果有機會，我就在這個函數里來計算機器人的運動軌跡，給你瞧一瞧!

例如：張三今天寫了一段代碼，需要調用我的這個函數。

張三這個人比較喜歡騷操作，明明他在編譯可執行程序的時候，把我動態鏈接一下就可以了，就像下面這樣：

$ gcc -m32 -o main main.c ./lib.so

但是張三偏偏不這么做，為了炫技，他選擇使用 dlopen 動態加載的方式，來把我從硬盤上加載到進程中。

咱們來一起圍觀一下張三寫的可執行程序代碼:

# 文件：main.c  #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <dlfcn.h>  typedef int (*pfunc)(int);  int main(int argc, char *agv[]) {     int a = 1;     int b;      // 打開動態庫     void *handle = dlopen("./lib.so", RTLD_NOW);     if (handle)     {         // 查找動態庫中的函數         pfunc func = (pfunc) dlsym(handle, "func_in_lib");         if (func)         {             b = func(a);             printf("b = %d \n", b);         }         else         {             printf("dlsym failed! \n");         }         dlclose(handle);     }     else     {         printf("dlopen failed! \n");     }          return 0; }

從代碼中可以看到，張三預先知道我肚子里的這個函數名稱是 func_in_lib，所以他使用了系統函數 dlsym(handle,  "func_in_lib"); 來找到這個函數在內存中的加載地址，然后就可以直接調用這個函數了。

張三編譯得到可執行文件 main 之后，執行結果完全正確，很開心!

悲從中來

可是有一天，我遇到一件煩人的事情，我的主人說：你這個服務函數的計算過程太單調了，給你找點樂子，你在執行的時候啊，到其他一個外部模塊里調用一個函數。

話剛說完，就丟給我一個函數名：void func_in_main(void);。

也就是說，我需要在我的服務函數中，去調用其他模塊里的函數，就像下面這樣：

#include <stdio.h>  // 外部函數聲明 void func_in_main(void);  int func_in_lib(int k) {     printf("func_in_lib is called \n");      // 調用外部函數     func_in_main();          return k + 1; }

那么這個函數在哪里呢?天哪，我怎么知道這個函數是什么鬼?怎么才能找到它藏在內存的那個角落(地址)里?

不管怎么樣，主人修改了代碼之后，還是很順利的把我編譯了出來:

$ gcc -m32 -fPIC --shared -o lib.so lib.c

編譯指令完全沒有變化。

因為我僅僅是一個動態鏈接庫，這個時候即使我不知道 func_in_main 函數的地址，也是可以編譯成功的。

只不過我要把這個家伙標記一下：誰要是想使用我，就必須告訴我這個家伙的地址在哪里!，否則就別怪我耍賴。

無辜的張三

我的主人對張三說：兄弟，我的這個動態鏈接庫升級了，功能更強大哦，想不想試一下?

張三心想：我是使用 dlopen 的方式來動態加載動態庫文件的，不需要對可執行程序重新編譯或者鏈接，直接運行就完事了!

于是他二話不說，直接就把我拿過去，丟在他的可執行程序目錄下，然后執行 main 程序。

可是這一次，他看到的結果卻是：

dlopen failed!

為什么會加載失敗呢?上次明明是正常執行的!張三一臉懵!

其實，這壓根就不能怪我!以為我剛才就說了：誰要是想使用我，就必須告訴我 func_in_main 這個函數的地址在哪里!

可是在張三的這個進程里，我到處都找不到這個函數的地址。既然你沒法滿足我，那我就沒法滿足你!

錦囊1: 導出符號表

張三這下也沒轍了，只要找我的主人算賬：我的應用程序代碼一絲一毫都沒有動，怎么換了你給的新動態鏈接庫就不行了呢?

主人慢條斯理的回答：疏忽了，疏忽了，忘記跟你說一件事情了：這個動態庫啊，它需要你多做一件事情：在你的程序中提供一個名為 func_in_main  的函數，這樣就可以了。

張三一想：這個好辦，加一個函數就是了。

因為這個可執行程序只有一個 main.c 文件，于是他在其中新加了一個函數：

void func_in_main(void) {     printf("func_in_main \n"); }

然后就開始編譯、執行，一頓操作猛如虎：

# gcc -m32 -o main main.c -ldl # ./main dlopen failed!

咦?怎么還是失敗?!已經按照要求加了 func_in_main 這個函數了啊?!

這個傻X張三，對，你確實是在 main.c 中加了這個函數，但是你僅僅是加在你的可執行程序中的，但是我卻壓根就看不到這個函數啊!

不信的話，你檢查一下編譯出來的可執行程序中，是否把 func_in_main 這個符號導出來了?如果不導出來，我怎么能看到?

# 查看導出的符號表 $ objdump -e main -T | grep func_in_main # 這里輸出為空

既然輸出為空，就說明沒有導出來!這個就不用我教你了吧?

茴香豆的“茴”字，一共有四種寫法。。。

哦，不，導出符號，一共有兩種方式：

方式1：導出所有的符號

$ gcc -m32 -rdynamic -o main main.c -ldl

當然，下面這個指令也可以：

gcc -m32 -Wl,--export-dynamic -o main main.c -ldl

方式2：導出指定的符號

先定義一個文件，把需要導出的符號全部羅列出來：

文件：exported.txt

{     extern "C"     {         func_in_main;     }; };

然后，在編譯選項中指定這個導出文件：

gcc -m32 -Wl,-dynamic-list=./exported.txt -o main main.c -ldl

使用以上兩種方式的任意一種即可，編譯之后，再使用 objdump 指令看一下導出符號：

$ objdump -e main -T | grep func_in_main 080485bb g    DF .text  00000019  Base        func_in_main

嗯，很好很好!張三趕緊按照這樣的方式操作了一下，果真成功執行了函數!

$ ./main  func_in_lib is called  func_in_main  b = 2

也就是說，在我的動態庫文件中，正確的找到了外部其他模塊中的函數地址，并且愉快的執行成功了!

錦囊2: 動態注冊

雖然執行成功了，張三的心里隱隱約約的仍然有一絲不爽的感覺，每次編譯都要導出符號，真麻煩，能不能優化一下?

于是他找到我的主人，表達了自己的不滿。

主人一瞧，有個性!既然你不想提供，那我就滿足你：

1. 鴻蒙官方戰略合作共建——HarmonyOS技術社區

2. 首先，在動態庫中提供一個默認的函數實現(func_in_main_def);

3. 然后，再提供一個專門的注冊函數(register_func)，如果外部模塊想提供 func_in_main 這個函數，就調用注冊函數注冊進來;

此時，lib.c 最新的代碼就變成這個樣子了：

#include <stdio.h>  // 默認試下 void func_in_main_def(void) {     printf("the main is lazy, do NOT register me! \n"); }  // 定義外部函數指針 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 \n");      if (func_in_main)         func_in_main();      return k + 1; }

然后編譯，全新的我再一次誕生了 lib.so：

gcc -m32 -fPIC --shared -o lib.so lib.c

主人把我丟給張三的時候說：好了，滿足你的需求，這一次你不用提供 func_in_main 這個函數了，當然也就不用再導出符號了。

不過，如果如果有一天，你改變了注意，又想提供這個函數了，那么你就要通過動態庫中的 register_func 函數，把你的函數注冊進來。

Have you got it?趕緊再去試一下!

這個時候，張三再次使用我的時候，就不需要導出他的 main.c 里的那個函數 func_in_main了，實際上他可以把這個函數從代碼中刪掉!

編譯、執行，張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，結果看起來是正確的。

咦?怎么多了一行字：the main is lazy, do NOT register me!

難道是在質疑我的技術能力嗎?好吧，既然如此，我也滿足你，不就是注冊一個函數嘛，簡單：

// 文件: main.c  #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <dlfcn.h>  typedef int (*pfunc)(int); typedef int (*pregister)(void (*)());  // 控制注冊函數的宏定義 #define REG_FUNC  #ifdef REG_FUNC void func_in_main(void) {     printf("func_in_main \n"); } #endif  int main(int argc, char *agv[]) {     int a = 1;     int b;      // 打開動態庫     void *handle = dlopen("./lib.so", RTLD_NOW);     if (handle)     { #ifdef REG_FUNC         // 查找動態庫中的注冊函數         pregister register_func = (pregister) dlsym(handle, "register_func");         if (register_func)         {              register_func(func_in_main);         } #endif          // 查找動態庫中的函數         pfunc func = (pfunc) dlsym(handle, "func_in_lib");         if (func)         {             b = func(a);             printf("b = %d \n", b);         }         else         {             printf("dlsym failed! \n");         }         dlclose(handle);     }     else     {         printf("dlopen failed! \n");     }          return 0; }

然后編譯、執行：

$ gcc -m32 -o main main.c -ldl $ ./main  func_in_lib is called  func_in_main  b = 2

完美收官!

PS：很多平臺級的代碼，例如一些工控領域的運行時(Runtime)軟件，大部分都是通過注冊的方式，來把平臺代碼、用戶代碼進行連接、綁定的。

“在動態庫中調用外部函數的方法”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！