Dotaz: Volani fci z dynamickych knihoven v C

[tomes.io]

Ahoj, ucim se psat dynamicke knihovny a zatim se mi nedari si zavolat ani mou prvni pokusnou fci kontrolni.c:

/**
 * @file kontrolni.c
 */



void hello(void) {
  printf("Hello, library world.\n");
}

Tu si prelozim a nahraju jako dynamicky sdilenou knihovnu kontrolni.so:

gcc -Wall -fPIC -c kontrolni.c
gcc -shared -Wl,-soname,kontrolni.so.0 -o kontrolni.so.0.0.1 kontrolni.o

No a dle nekolika manualu jsem se znazil tu mou fci hello z knihovny kontrolni.so zavolat:

typedef void* (*arbitrary)();

arbitrary my_function;

void* handle = dlopen(0,RTLD_NOW|RTLD_GLOBAL);

*(void**)(&my_function) = dlsym(handle,"hello");

my_function();
   
dlclose(handle);

Nasel jsem si i manual, kde se vola fce takto:

void    *handle;
int     *iptr, (*fptr)(int);

/* open the needed object */
handle = dlopen("/usr/home/me/libfoo.so", RTLD_LOCAL | RTLD_LAZY);

/* find the address of function and data objects */
*(void **)(&fptr) = dlsym(handle, "my_function");
iptr = (int *)dlsym(handle, "my_object");

/* invoke function, passing value of integer as a parameter */
(*fptr)(*iptr);

Jenomze jsem se jeste nedocet, co by mely byt ty data objects. POstradam nejaky konkretni priklad.

Mohl by mi nekdo ukazat svetlo v tunelu a navest me? :) Fakt nevim, co delam spatne.

---

---

Odpovědi

[l4m4]

Co se přesně snažíš udělat? Toto není normální použití dynamických knihoven -- při něm prostě knihovnu k hlavnímu programu přilinkuješ, zhruba

program.c:

#include <kontrolni.h>
int
main(void)
{
    hello();
    return 0;
}

kde v kontrolni.h je příslušná deklarace hello a pak

gcc -o program program.o -lkontrolni

Pokud chceš napoak otevřít knihovnu až za běhu pomocí dlopen(), tak první argument je jméno souboru s knihovnou, tedy "/cesta/někam/kontrolni.so". NULL znamená otevřít tímto způsobem sám program, aby mohl hledat symboly sám v sobě (což má smysl pouze při linkování s --export-dynamic); 0 je totéž co NULL + zblbost C++...

Konvence pojmenování je

(a) Dynamická knihovna s verzovaným interface: libfoo.so.1.2.3, kde čísla definují verze interface, viz sekci Versioning v dokumentaci libtoolu.

(b) Dynamická knihovna, kde se na verzování interface nehraje, protože není kompatibilní s předchozími ani následujícími: libfoo-1.2.3.so, kde 1.2.3 je prostě verze.

(c) Dynamický modul pro dlopen()ování: foo.so, bez lib a bez verzí (případné verzování se tady řeší až něčím, co se po otevření modulu najde uvnitř).

Důvod prefixu lib v (a) a (b) je, že ho linker zase odstraňuje, tj. -lfoo hledá libfoo; taky ti v tom případě něco musí udělat ten smylink z libfoo.so.0 na libfoo.so.0.0.0 (normálně ldconfig) a ta knihovna musí být v LD_LIBRARY_PATH nebo musíš použít -rpath (což ostatně platí i pro dlopenování, i když tam se spíš používá plná cesta, případně můžeš napsat "./kontrolni.so" pro aktuální adresář). Název kontrolni.so.0.0.0 do toho nezapadá a opět těžko říci, o kterou z tech tří věci se snažíš.

Konečně, ta deklarace arbitrary je blbě, pokud funkce vrací void, protože ji máš deklarovánu jako funkci vracející ukazatel (navíc nemá deklarovány argumenty), a program neřeší kontrolu chyb, ani nepíšeš, co vlastně nefunguje, takže těžko říci. Mi to po opravení chyb a upravení na případ (c) normálně funguje.

[l4m4]

Jo, a ten type-punning je hrozný, obzvlášť když stačí psát

my_function = dlsym(handle, "hello");

[tomes.io]

Diky za poucnou odpoved :) Snazim se zavolat tu mou fci tak, aby mi vypsala "hello libary world". Linkovat knihovny umim, ale ja se chci naucit pracovat s dynamickymi knihovnami. Meli jsme to ve skole, mam predmet o systemovem programovani v linuxu, tak si chci napsat program, ktery mi bude volat funkce z nejake mnou napsane dynamicke knihovny. Primo za behu programu, cili chci pouzit dlopen().

Pridal jsem kontrolu chyb a kod trochu upravil:

     void (*my_function)(void);     //PRoc takovato deklarace? Potoze fce hello je deklarovana jako void hello(void)

                        
          void* handle = dlopen("/home/.../.../Vyvoj_C/libkontrolni.so", RTLD_NOW);        //misto tri tecek je cesta k souboru
                        
              if(handle==NULL) {
                  fputs (dlerror(), stderr);
                  exit(1);
              }

           my_function = dlsym(handle,"hello");
                        
               if(my_function==NULL) {
                   fputs(error, stderr);
                   exit(1);
                        }

           my_function();
   
           dlclose(handle);

Diky osetreni chb mi ted pocitac nadava, ze ta knihovna vubec neexistuje:

Vyvoj_C/kontrolni.so: cannot open shared object file: No such file or directory

Pokud ovsem prepisu volani dlopen na:

dlopen(".../Vyvoj_C/libkontrolni.so.0.0.1", RTLD_NOW)

Tak se mi ta ma fce zavola a Hello, world, se vytiskne... Funguje tedy pripad (a), ale ne pripad (c). Mohl bys mi jeste osvetlit proc? Zajimalo by me, co mi uniklo, co jsem nepochopil. Diky.

[l4m4]

Tak předně teminologie: dynamické knihovny jsou všechny, které se linkují při spuštění/za běhu programu. To tedy zahrnuje i běžné

gcc -o program program.o -lfoo

které přilinkuje nějaké foo.so, protože ‚fyzicky‘ knihovnu přilinkuje až dynamický linker ld.so při spouštění; předchozí příkaz v podstatě jen přidává jakousi symbolickou závislost na knihovnu do výsledné binárky.

Takže budu ‚dynamické knihovny‘ dále považovat za moduly, tj. věci, které se natahují za běhu explicitně pomocí dlopen(), nikoli implicitně pomocí ld.so (což je reálně ld-linux-x86-64.so...).

Teď k vlastnímu problému: soubor s knihovnou, zadaný jako první argument dlopen() se hledá v několika místech, viz dlopen(3), ale když zadáš cestu, tak toto odpadá, zkouší se pouze konkrétní zadaný soubor. V případě (c) AFAIK na -soname moc nesejde, ale jako soname se v tomto případě používá normálně skutečné jméno, tj. např. kontrolni.so.

Proč ti to nefunguje... Pokud se shared object jmenuje libkontrolni.so.0.0.1, tak se musí psát takhle (resp. s cestou, jak bylo popsáno). Pokud se jmenuje kontrolni.so, tak musí opět zadat toto jméno. Tady by neměl být žádný háček, prostě se soubor na disku má jmenovat stejně, jako co dáváš jako první argument dlopen(). Pro 100% blbuvzdornost bych tam v první iteraci napsal absolutní cestu; když pak dostaneš No such file or directory, tak ten soubor fakt neexistuje a píšeš cestu blbě, případně je to symlink na neexistující soubor. Existuje-li, měl bys přinejmenším dostat jinou chybu.

[tomes.io]

Diky za pomoc, uz mi to funguje jak ma.

Jenom bych se snad jeste zeptal, jak potom pro sdilenou knihovnu napsat Makefile? Chci, aby se mi s prelozenim hlavniho programu zkompilovala i ta sdilena knihovna. Zkusil jsem:

NAME=pokusny

CC=gcc                                 
CFLAGS=-ldl -std=c99 -pedantic -Wall -Wextra -D_GNU_SOURCE 

#kompilace programu

$(NAME): main.c
	$(CC) $(CFLAGS) main.c -o $(NAME)

pokusne.o: pokusne.c
	$(CC) $(CFLAGS) convertions.c -c

#kompilace sdilene knihovny

convert.o : convert.c
	$(CC) -Wall -fPIC -c kontrolni.c

convert.o : convert.c
	$(CC) -shared -Wl,-soname,kontrolni.so.0 -o libkontrolni.so.0.0.1 kontrolni.o

Priznam se, ze to s Makefile moc neumim. Nic jsem poradne k psani makefile pro shared libaries nevygooglil. Vyse zmineny Makefile mi udela binarku s programem, ale knihovnu nevytvori.

V prikazove radce mi to ale pekne tu knihovnu vytvori:

gcc -Wall -fPIC -c pokusny.c
gcc -shared -Wl,-soname,kontrolni.so.0 -o libconvert.so.0.0.1 convert.o

[l4m4]

Sice tím nepronikneš do technických detailů, ale velmi doporučuji použít libtool. V jeho manuálu je pěkně popsáno, jak vytvářet různé věci (knihovny, moduly, ...) a je poměrně dobře multiplaformní. Pokud nepíšeš nějaký Linux-only program, tak se určitě vyplatí, protože sdílené knihovny, dlopen()ování a pod. fungují na každém systému trošku (případně hodně) odlišně.

Standardní použití předpokládá autotools a konfiguraci pro daný systém skrze configure, ale pro humpolácké použití lze prostě předpokládat jeho přítomnost v systému a spouštět ho z pravidel v Makefile.

[tomes.io]

No me by spis zajimalo, procm i muj vyse uvedeny makefile nefunguje, mel jsem za to, ze prikaz make postupne provadi krok za krokem kompilace uvedene v Makefile...

[kuka]

Najdi si na to nejaky tutorial, unika ti zakladni princip make. Coz je, velmi zjednodusene receno, ze pro cile se definuji jejich zavislosti. Tzn. pokud bude mit cil "program" zavislost na "sdilena knihovna", tak se v ramci jeho splneni ta knihovna vytvori. Rozhodne se neprovadi "postupne krok za krokem", k cemu by to bylo?

[Josef Kufner]

Na tohle se mi osvědčilo si udělat třetí (meta)"projekt". Prostě jak máš program v jednom adresáři a knihovnu v druhém, tak si je dáš oba do třetího, kde bude jen makefile a třeba nějaký script na spuštění. Ten makefile pak vypadá velmi jednoduše: jedno pravidlo pro každý sub-projekt (make -C subprojekt) a na začátku all, které závisí na všem. Pokud používáš git, lehce se pak dají použít jeho submoduly. Stejně pak můžeš přibalit testy, dokumentaci, další nástroje,...

[Josef Kufner]

V tom přiřazování výsledku dlsym máš nějakou zvrhlost. Udělej prostě

my_function = dlsym(handle, "hello");

a mělo by to být v pohodě. Rozhodně však přidej kontrolu, zda se dlopen a dlsym povedly, neboť se aspoň dozvíš, co je špatně.

Jinak to vypadá celkem v pořádku. Tedy za předpokladu, že v době kompilace nevíš, zda tu knihovnu opravdu potřebuješ (volitelná součást/výběr dle architektury) nebo v případě, že se jedná o nějaký plugin.

[tomes.io]

Ty zvrhlosti tam jsou proto, ze mi jinak prekladac hodi warning, ze ISO C90 takove prirazeni odkazu zakazuje...Proto to musim pretypovat.

[Josef Kufner]

Tak to přetypování dej napravo od rovnítka. Je to přehlednější a kratší.

[Michal Kubeček]

A hlavně to daleko víc dává smysl. Zejména když už si natypedefoval typ té funkce.