根据用户配置在运行时链接共享对象

Question

TL;DR

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

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

我知道我可以使用 dlopen 和 dlsym 来根据用户的选择在运行时加载正确的库，但是接口非常大，并且将我需要的所有内容加载到不同的函数指针中会很乏味...

问题

我有一个有两个不同版本的库。两个版本都提供相同的界面，但它们适用的任务不同。这是文件树的样子：

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

我想为用户提供选择在运行时执行哪个任务的可能性。因此，我还需要在运行时决定选择哪个库。我的想法是编写一个包装器，它提供与库相同的接口，并且我将 dlopen 所需的库和 dlsym 相应的符号放入函数指针中。然而，库接口非常大，按照描述包装它会非常乏味，再加上它是一个 C 接口，所以它还包含很多我不希望在包装器之外看到的原始指针。

这是一个小例子

// 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，或者我真的需要一个一个地加载每个符号吗？

OS：ubuntu 14.04。
兼容性：C++11

Answer 1

您可以通过在启动程序之前设置环境变量 LD_LIBRARY_PATH 来解决这个问题。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

那么ld.so会先在指定的目录下寻找libsharedobj.so，不管链接的是哪个（即ldd myprog显示的是哪个）

Answer 2

您可以考虑使用 objcopy 重命名库中的 public 符号吗？

[根据要求提供更多详细信息]

如果您将两个库中的所有竞争函数重命名为 non-competing 命名空间，那么您可以同时加载它们，并在运行时 select 加载您想要的符号。

如果您可以使唯一名称看起来像真正的 c++ 名称空间，那么您应该能够通过将现有的 header 文件 #include 到名称空间定义中来重用它。

这里有一些全局和名称空间的错位名称：

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

您可以在这里拆解它们：https://demangler.com/

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

通过一些额外的巧妙的宏工作，您甚至可以让它编写一个 c-style 函数 table 原型。不过，您仍然需要填充 table，但是通过拥有真正的原型，您不太可能会遇到使用 dlsym 太容易出现的粗指错误。

通过您的 header 阅读类似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，但也允许跳转 table 为 auto-populated：

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

第三种方法，旨在帮助填充虚拟 c++ class，要求您将每个参数装饰为 OneWordType (name) 形式，这对于模板来说相对容易，即 const char* name 变为DecorateArg<char>::const_ptr (name)。然后，这允许您调用声明！当然，使用虚拟 class 的代价是代码携带了一个您永远不会使用的 this 指针，并且您正在进行额外的 shim 调用。

请注意，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。如果未定义 parent 包含，您可能会 #error。

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
    };
}

这有点讨厌宏黑客，但如果您愿意自己构建 table，则不需要 ARGUMENTS 或 ENDLINE，这会让它更加理智。

我们现在可以访问 2 个间接 tables，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，方法是分配一个指向您最喜欢的指针：

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

Answer 3

这在本质上与 Is there an elegant way to avoid dlsym when using dlopen in C? 非常相似。基本上，您正在寻找 Windows 导入库的等价物，它将提供存根符号以满足静态链接器的要求，然后 dlopen 动态库在运行时具有真实的实现。

Linux 不支持开箱即用的导入库，因此人们通常手动或通过为特定项目量身定制的脚本来实现存根（例如 GLEW). I've recently developed Implib.so 以生成 POSIX 兼容自动导入库。模数错误，你应该可以使用它作为

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

（mycallback 选择合适的库版本并 dlopen ）。

Answer 4

混淆 LD_PRELOAD 设置的一种方法可能是，当您的程序启动时，如果 LD_PRELOAD 设置不合适，请确定您想要的设置，添加它，然后立即使用您的 execv自己论据重启！我认为 LD_PRELOAD 在这里更有意义，如果它满足您的需要，因为它更容易检测是否设置为您需要的方式。

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

c++

linux

shared-libraries

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