Функции работы с динамическими библиотеками

Если Вы подумали, что фокусы с динамическими библиотеками кончились, то Вы очень сильно ошиблись. До того были цветочки, а ягодки будут сейчас :)

Оказывается, что использовать динамические библиотеки можно не только в начале загрузки, но и в процессе самой работы программы. Программа сама может вызывать любые функции из библиотеки, когда ей захочется. Для этого всего-лишь надо использовать библиотеку dl, которая позволяет линковать библиотеки "на лету". Она управляет загрузкой динамических библиотек, вызовом функций из них и выгрузкой после конца работы.

Для использования функций программной работы с динамическими библиотеками необходимо подключить заголовочный файл:

#include <dlfcn.h>

Чтобы вызывать какие-то функции из динамической библиотеки сначала надо открыть эту библиотеку (можно сказать "загрузить"). Открывается она функцией:

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

Параметр filename содержит путь до требуемой библиотеки, а параметр flag задает некоторые специфические флаги для работы. Функция возвращает указатель на загруженную библиотеку. В случае любой ошибки возвращается указатель NULL. В таком случае тест ошибки понятный человеку можно получить с помощью функции dlerror(). Пока мы не будем задумываться над этим, и я приведу стандартный код для открытия библиотеки:

void *library_handler;

//......

//загрузка библиотеки

library_handler = dlopen("/path/to/the/library.so",RTLD_LAZY);

if (!library_handler){

//если ошибка, то вывести ее на экран

fprintf(stderr,"dlopen() error: %s\n", dlerror());

exit(1); // в случае ошибки можно, например, закончить работу программы

};

После этого можно работать с библиотекой. А работа эта заключается в получении адреса требуемой функции из библиотеки. Получить адрес функции или переменной можно по ее имени с помощью функции:

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

Для этой функции требуется адрес загруженной библиотеки handle, полученный при открытии функцией dlopen(). Требуемая функция или переменная задается своим именем в переменной symbol.

Закрывается библиотека функцией:

dlclose(void *handle);

При закрытии библиотеки динамический линковщик проверяет счетчик количества открытий библиотеки, и если она была открыта несколькими программами одновременно, то она не выгружается до тех пор, пока все программы не закроют эту библиотеку.

Для примера создадим программу, которая в качестве параметра получает название функции, которую она будет использовать в работе. Например, это будут математические функции возведения в степень. Создадим сначала динамическую библиотеку. Пишем ее код:

double power2(double x){

return x*x;

};

double power3(double x){

return x*x*x;

};

double power4(double x){

return power2(x)*power2(x);

};

//......

Сохраняем его в файл lib.c и создаем динамическую библиотеку libpowers.so следующими командами:

dron:~# gcc -fPIC -c lib.c

dron:~# gcc -shared lib.o -o libpowers.so

Теперь создаем основную программу в файле main.c:

#include <stdio.h>

/* заголовочный файл для работы с динамическими библиотеками */

#include <dlfcn.h>

int main(int argc, char* argv[]){

void *ext_library;// хандлер внешней библиотеки

double value=0;// значение для теста

double (*powerfunc)(double x);// переменная для хранения адреса функции

//загрузка библиотеки

ext_library = dlopen("/root/libpowers.so",RTLD_LAZY);

if (!ext_library){

//если ошибка, то вывести ее на экран

fprintf(stderr,"dlopen() error: %s\n", dlerror());

return 1;

};

//загружаем из библиотеки требуемую процедуру

powerfunc = dlsym(ext_library, argv[1]);

value=3.0;

//выводим результат работы процедуры

printf("%s(%f) = %f\n",argv[1],value,(*powerfunc)(value));

//закрываем библиотеку

dlclose(ext_library);

};

Код главной программы готов. Требуется его откомпилировать с использованием библиотеки dl:

dron:~# gcc main.c -o main -ldl

Получим программный файл main, который можно тестировать. Наша программа должна возводить значение 3.0 в требуемую нами степень, которая задается названием функции. Давайте попробуем:

dron:~# ./main power2

power2(3.000000) = 9.000000

dron:~# ./main power3

power3(3.000000) = 27.000000

dron:~# ./main power4

power4(3.000000) = 81.000000

dron:~#

Ну, как ?! Круто !!! Мы используем какие-то функции, зная лишь их название. Представьте открывающиеся возможности для программ, на основе этого метода можно создавать плагины для программ, модернизировать какие-то части, добавлять новые возможности и многое другое.