c - 如何使用共享对象库来启用/禁用功能？

Question

• 语言:C
• 操作系统:Red Hat EL

以“例如”开头:

• 假设我有两个库:libJUMP.so 和 libSIT.so。
• JUMP 包含函数 jump()，类似地 SIT 包含函数 sit()
• 我有一个应用程序，我想提供给不同的人；他们可以获得 jump() 功能、sit() 功能，或两者兼而有之。但是，如果可能的话，我想不使用#ifdef。

libJUMP.so 的 header :

#ifndef JUMP_H_
#define JUMP_H_

#define JUMP_ENABLED
void jump();

#endif /* JUMP_H_ */

libSIT.so 的 header :

#ifndef SIT_H_
#define SIT_H_

#define SIT_ENABLED
void sit();

#endif /* SIT_H_ */

我有一个应用程序:

#include "jump.h"
#include "sit.h"

int main()
{
    // #ifdef JUMP_ENABLED
    jump();
    // #endif /* JUMP_ENABLED */

    // #ifdef SIT_ENABLED
    sit();
    // #endif /* SIT_ENABLED */
}

所以:

• 有没有不用 #ifdef 的方法？有没有更好的方法？
  • 我听说我们可以通过编译两个 SO 库来做到这一点，如果我在目标系统上运行应用程序时缺少一个，它可能会自动排除该功能(使用 dlopen() 的某种组合 和 dlsym()?) 任何简单的例子，如果这确实是正确的？如果可能的话，用我上面的代码举例 :D?

如果这是一个愚蠢的问题，或者根本不可能，请随时告诉我。如果有类似的问题，这将被视为重复，请告诉我，我将删除此帖子。

Answer 1

考虑这三个文件。首先，jump.c:

#include <stdio.h>

int jump(const double height)
{
    fflush(stdout);
    fprintf(stderr, "Jumping %.3g meters.\n", height);
    fflush(stderr);
    return 0;
}

二、sit.c:

#include <stdio.h>

int sit(void)
{
    fflush(stdout);
    fprintf(stderr, "Sitting down.\n");
    fflush(stderr);
    return 0;
}

第三，example.c 使用上面的一个或两个，这取决于它们是(如 libjump.so 还是 libsit.so，分别)存在于当前工作目录中:

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

static const char *jump_lib_path = "./libjump.so";
static int (*jump)(const double) = NULL;

static const char *sit_lib_path = "./libsit.so";
static int (*sit)(void) = NULL;

static void load_dynamic_libraries(void)
{
    void *handle;

    handle = dlopen(jump_lib_path, RTLD_NOW | RTLD_LOCAL);
    if (handle) {
        jump = dlsym(handle, "jump");
        /* If no jump symbol, we don't need the library at all. */
        if (!jump)
            dlclose(handle);
    }

    handle = dlopen(sit_lib_path, RTLD_NOW | RTLD_LOCAL);
    if (handle) {
        sit = dlsym(handle, "sit");
        /* If no sit symbol, the library is useless. */
        if (!sit)
            dlclose(handle);
    }
}

int main(void)
{
    int retval;

    load_dynamic_libraries();

    if (jump) {
        printf("Calling 'jump(2.0)':\n");
        retval = jump(2.0);
        printf("Returned %d.\n\n", retval);
    } else
        printf("'jump()' is not available.\n\n");

    if (sit) {
        printf("Calling 'sit()':\n");
        retval = sit();
        printf("Returned %d.\n\n", retval);
    } else
        printf("'sit()' is not available.\n\n");

    return 0;
}

让我们首先编译并运行示例程序:

gcc -Wall -O2 example.c -ldl -o example
./example

程序输出 jump() 或 sit() 都不可用。让我们把 jump.c 编译成动态库 libjump.so，然后再次运行示例:

gcc -Wall -O2 -fPIC -shared jump.c -Wl,-soname,libjump.so -o libjump.so
./example

现在，jump() 函数起作用了。让我们也编译 sit.c，并最后一次运行示例:

gcc -Wall -O2 -fPIC -shared jump.c -Wl,-soname,libsit.so -o libsit.so
./example

在这里，两个函数都被调用，一切正常。

---

在example.c中，jump和sit是函数指针。我们将它们初始化为 NULL，以便我们可以使用 if (jump) 来检查 jump 是否指向一个有效的函数。

load_dynamic_libraries() 函数使用 dlopen()和 dlsym()获取函数指针。请注意，如果动态库已成功打开，并且找到了必要的符号，我们不会dlclose() 它，因为我们希望将动态库保留在内存中。 (如果它看起来不是我们想要的那种库，我们只会dlclose()它。)

如果你想避免 if (jump) 和 if (sit) 子句，你可以使用 stubs like

int unsupported_jump(const double height)
{
    return ENOTSUP;
}

int unsupported_sit(void)
{
    return ENOTSUP;
}

并且在 load_dynamic_libraries() 的末尾，将函数转移到 stub 而不是 NULL 指针，即

if (!jump)
    jump = unsupported_jump;
if (!sit)
    sit = unsupported_sit;

---

请注意，类函数接口(interface)最易于使用，因为函数指针充当有效原型(prototype)。如果您需要对象，我建议使用 getter 函数。只要您记得 dlsym() 返回一个指向对象的指针，对象就可以正常工作；使用 getter 函数，这在 getter 函数指针类型中是显式的。

插件接口(interface)通常只有一个函数(例如，int properties(struct plugin *const props, const int version))，用于填充函数和对象指针的结构。应用程序提供其使用的结构版本，插件函数返回成功或失败，具体取决于它是否可以填充结构以适应该版本。

由于插件通常存储在单个目录中(/usr/lib/yourapp/plugins/ 很常见)，您可以使用 opendir() 轻松加载所有插件。和 readdir()一个一个地扫描插件目录下的文件名，dlopen()一个一个，获取properties()函数指针，调用它看看是什么插件提供的服务种类；通常创建插件结构的数组或链接列表。

如您所见，所有这些在 Linux 中都非常非常简单明了。如果你想要一个特定的插件功能示例，我建议你将其作为一个单独的问题提出，并提供更多关于接口(interface)应该公开什么样的功能的细节——确切的数据结构和函数原型(prototype)在很大程度上取决于什么样的我们手头有申请。

有问题吗？评论？