C语言动态库加载与输出详解239

C语言作为一门底层编程语言，在系统编程和嵌入式开发中扮演着至关重要的角色。动态库（Dynamic Link Library，DLL，在Linux下通常称为共享对象库，Shared Object，.so）的使用，可以有效地提高代码的可重用性、模块化程度和程序的加载速度。本文将深入探讨如何在C语言中创建、加载和使用动态库，并重点关注动态库的输出，包括函数和变量的导出。

一、创建动态库

创建动态库的过程通常包含编写代码、编译和链接三个步骤。假设我们有一个名为mylib.c的源文件，其中包含一些需要导出到动态库的函数：```c
// mylib.c
#include
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int subtract(int a, int b) {
return a - b;
}
// 声明导出变量，注意需要使用__attribute__((visibility("default")))
int global_var __attribute__((visibility("default"))) = 10;
```

在Linux下，使用GCC编译器生成动态库： ```bash
gcc -shared -fPIC -o mylib.c
```

其中：
* `-shared`: 指定生成共享库。
* `-fPIC`: 生成位置无关代码(Position Independent Code)，这是动态库必须的。
* `-o `: 指定输出文件名，通常以`lib`开头，后缀为`.so`。

在Windows下，使用MinGW或Visual Studio编译器生成动态库，命令略有不同，例如使用MinGW：```bash
gcc -shared -o mylib.c
```

二、导出函数和变量

在Linux系统中，默认情况下，函数和全局变量并不会被导出到动态库中。为了使函数和变量能够被其他程序访问，我们需要使用`__attribute__((visibility("default")))`属性。在上面的例子中，我们已经使用了这个属性导出global_var。对于函数，也可以直接在头文件中声明，并在编译主程序时链接到动态库。如果不使用这个属性，则函数和变量将只能在动态库内部使用。

在Windows下，可以通过在def文件中声明导出函数和变量，然后在链接过程中使用该def文件。也可以使用__declspec(dllexport) 关键字在代码中直接声明导出的函数和变量。例如：```c
// mylib.c (Windows)
#include
__declspec(dllexport) int add(int a, int b) {
return a + b;
}
__declspec(dllexport) int subtract(int a, int b) {
return a - b;
}
__declspec(dllexport) int global_var = 10;
```

三、加载和使用动态库

在程序中加载和使用动态库，需要使用系统提供的API函数。在Linux下，主要使用`dlopen`、`dlsym`和`dlclose`函数；在Windows下，主要使用`LoadLibrary`、`GetProcAddress`和`FreeLibrary`函数。

Linux示例：```c
#include
#include
int main() {
void *handle;
int (*add)(int, int);
int (*subtract)(int, int);
int *global_var_ptr;
handle = dlopen("./", RTLD_LAZY);
if (!handle) {
fprintf(stderr, "%s", dlerror());
return 1;
}
add = dlsym(handle, "add");
subtract = dlsym(handle, "subtract");
global_var_ptr = dlsym(handle, "global_var");
if (add && subtract && global_var_ptr) {
printf("add(5, 3) = %d", add(5, 3));
printf("subtract(5, 3) = %d", subtract(5, 3));
printf("global_var = %d", *global_var_ptr);
} else {
fprintf(stderr, "%s", dlerror());
}
dlclose(handle);
return 0;
}
```

Windows示例：```c
#include
#include
int main() {
HINSTANCE hinstLib;
int (*add)(int, int);
int (*subtract)(int, int);
int *global_var_ptr;
hinstLib = LoadLibrary(TEXT(""));
if (!hinstLib) {
fprintf(stderr, "LoadLibrary failed");
return 1;
}
add = (int (*)(int, int))GetProcAddress(hinstLib, "add");
subtract = (int (*)(int, int))GetProcAddress(hinstLib, "subtract");
global_var_ptr = (int *)GetProcAddress(hinstLib, "global_var");

if (add && subtract && global_var_ptr) {
printf("add(5, 3) = %d", add(5, 3));
printf("subtract(5, 3) = %d", subtract(5, 3));
printf("global_var = %d", *global_var_ptr);
} else {
fprintf(stderr, "GetProcAddress failed");
}
FreeLibrary(hinstLib);
return 0;
}
```