如何在Linux上加载共享库延迟

Question

我一直在寻找一种方法来创建一个共享库（让我们命名库libbar.so）延迟加载到Linux上，它应该只在一个链接器的帮助下实现，而不是修改用C ++编写的源代码的任何东西;我的意思是我不想在父库的源代码中调用dlopen()或dlsym()（让我们将其命名为libfoo.so）来调用libbar.so的函数，因为它们使源代码变得混乱并且维护过程很困难。 （简而言之，即使在Linux上，我也希望以类似的方式继续使用Visual Studio的/DELAYLOAD选项）

无论如何，到目前为止，我已经在互联网上找到了与我的问题相关的一些不确定的信息片段，所以很高兴能得到你们所有人的答案，以便让信息清晰。

1. GNU ld是否支持Linux上的任何延迟加载机制？
2. 如果没有，Clang怎么样？
3. dlopen()系列是否是在Linux上加载共享库延迟的唯一方法？

我测试将-zlazy标志传递给GCC（g ++）并带有一个通向库的路径，它似乎接受了标志，但行为并没有使libbar.so延迟加载（没有libbar.so，我期待在第一次调用时有异常libbar.so，但在进入libfoo.so之前实际上提出了例外）。另一方面，Clang（clang++）发出警告称它忽略了选项标志。

最好的祝福，

Answer 1

延迟加载不是运行时功能。 MSVC ++在没有Windows帮助的情况下实现了它。就像dlopen是Linux上唯一的方法一样，GetProcAddress是Windows上唯一的运行时方法。

那么，什么是延迟加载呢？它非常简单：对DLL的任何调用都必须通过一个指针（因为你不知道它将加载到哪里）。这总是由编译器和链接器为您处理。但是通过延迟加载，MSVC ++最初将此指针设置为一个存根，为您调用LoadLibrary和GetProcAddress。

没有ld的帮助，Clang可以做同样的事情。在运行时，它只是一个普通的dlopen调用，Linux无法确定Clang是否插入了它。

Answer 2

可以使用Proxy design pattern以便携方式实现此功能。

在代码中它可能看起来像这样：

#include <memory>

// SharedLibraryProxy.h
struct SharedLibraryProxy
{
    virtual ~SharedLibraryProxy() = 0;

    // Shared library interface begin.
    virtual void foo() = 0;
    virtual void bar() = 0;
    // Shared library interface end.

    static std::unique_ptr<SharedLibraryProxy> create();
};

// SharedLibraryProxy.cc
struct SharedLibraryProxyImp : SharedLibraryProxy
{
    void* shared_lib_ = nullptr;
    void (*foo_)() = nullptr;
    void (*bar_)() = nullptr;

    SharedLibraryProxyImp& load() {
        // Platform-specific bit to load the shared library at run-time.
        if(!shared_lib_) { 
            // shared_lib_ = dlopen(...);
            // foo_ = dlsym(...)
            // bar_ = dlsym(...)
        }
        return *this;
    }

    void foo() override {
        return this->load().foo_();
    }

    void bar() override {
        return this->load().bar_();
    }
};

SharedLibraryProxy::~SharedLibraryProxy() {}

std::unique_ptr<SharedLibraryProxy> SharedLibraryProxy::create() {
    return std::unique_ptr<SharedLibraryProxy>{new SharedLibraryProxyImp};
}

// main.cc
int main() {
    auto shared_lib = SharedLibraryProxy::create();
    shared_lib->foo();
    shared_lib->bar();
}

Answer 3

要添加到MSalters答案，可以通过创建一个小的静态存根库来轻松模仿Windows在懒惰加载上的方法，该库将首先调用任何一个函数来尝试dlopen所需的库（如果dlopen失败，则发出诊断消息并终止）然后转发所有呼叫。

这样的存根库可以手工编写，由项目/库特定的脚本生成或由通用工具Implib.so生成：

$ implib-gen.py libxyz.so
$ gcc myapp.c libxyz.tramp.S libxyz.init.c ...