dlopen()

La fonction dlopen() charge la bibliothèque dynamique dont le nom est fourni dans la chaîne filename (terminée par l'octet NULL) et renvoie un descripteur opaque (« handle ») représentant la bibliothèque dynamique. Ce descripteur est utilisé avec d'autres fonctions dans l'API dlopen, telles que dlsym(3), dladdr(3), dlinfo(3) et dlclose().

Si l'argument filename est un pointeur NULL, le descripteur renvoyé correspond au programme principal. Si filename contient une barre oblique (« / »), il est interprété comme un chemin (relatif ou absolu). Autrement, l'éditeur dynamique de liens cherche la bibliothèque de la façon suivante (consultez ld.so(8) pour plus de détails) :

• (ELF seulement) Si l'objet appelant (c'est-à-dire la bibliothèque partagée ou l'exécutable depuis lequel dlopen() est appelée) contient la balise DT_RPATH mais pas la balise DT_RUNPATH, les répertoires listés dans la balise DT_RPATH seront parcourus.
• Si à l'instant où le programme est démarré, la variable d'environnement LD_LIBRARY_PATH est définie et contient une liste de répertoires séparés par des deux-points « : », ces répertoires seront parcourus. Par mesure de sécurité, cette variable est ignorée dans le cas de programmes set-user-ID et set-group-ID.
• (ELF seulement) Si l'objet appelant contient la balise DT_RUNPATH, les répertoires listés dans cette balise seront parcourus.
• Le fichier de cache /etc/ld.so.cache (entretenu par ldconfig(8)) est vérifié pour voir s'il contient une entrée correspondant à filename.
• Les répertoires /lib et /usr/lib sont parcourus (dans cet ordre).

Si l'objet indiqué dans filename a des dépendances sur d'autres objets partagés, ceux-ci seront automatiquement chargés par l'éditeur dynamique de liens, en utilisant les mêmes règles. Le processus peut être récursif si ces objets ont, à leur tour, des dépendances, et ainsi de suite.

L'une des deux valeurs suivantes doit être incluse dans flag :

RTLD_LAZY

Effectuer des liaisons paresseuses. Ne résoudre les symboles que lorsque le code qui les référence est exécuté. Si le symbole n'est jamais référencé, alors il n'est jamais résolu. Les liaisons paresseuses ne sont effectuées que pour les références de fonctions ; les références de variables sont toujours immédiatement liées quand l'objet partagé est chargé. Depuis la version 2.1.1 de la glibc, ce drapeau est supplanté par l'effet de la variable d'environnment LD_BIND_NOW.

RTLD_NOW

Si cette valeur est spécifiée ou si la variable d'environnement LD_BIND_NOW est définie avec une chaîne non vide, tous les symboles non définis de l'objet partagé sont résolus avant le retour de dlopen(). Si cela ne peut pas être fait, une erreur est renvoyée.

Zéro ou plusieurs des valeurs suivantes peuvent être spécifiées avec un OU binaire dans flag :

RTLD_GLOBAL

Les symboles définis par cet objet partagé seront rendus disponibles pour la résolution des symboles des objets partagés chargés ultérieurement.

RTLD_LOCAL

C'est la réciproque de RTLD_GLOBAL et le comportement par défaut si aucun des drapeaux n'est spécifié. Les symboles définis dans cet objet partagé ne sont pas rendus disponibles pour résoudre les références des objets partagés chargés ultérieurement.

RTLD_NODELETE (depuis la glibc 2.2)

Ne pas décharger l'objet partagé lors de dlclose(). En conséquence, les variables statiques de l'objet ne sont pas réinitialisées si l'objet est chargé ultérieurement avec dlopen().

RTLD_NOLOAD (depuis la glibc 2.2)

Ne pas charger l'objet partagé. Cela peut être utilisé pour tester si l'objet partagé n'est pas déjà chargé (dlopen() renvoie NULL s'il n'est pas chargé, ou le descripteur de l'objet partagé s'il est déjà chargé). Ce drapeau peut aussi être utilisé pour promouvoir les drapeaux d'un objet partagé déjà chargé. Par exemple, un objet partagé qui a été chargé avec RTLD_LOCAL peut être de nouveau ouvert avec RTLD_NOLOAD | RTLD_GLOBAL.

RTLD_DEEPBIND (depuis la glibc 2.3.4)

Placer l'espace de recherche des symboles de cet objet partagé avant l'espace global. Cela signifie qu'un objet autonome utilisera de préférence ses propres symboles aux symboles globaux de même noms contenus dans les objets déjà chargés.

Si l'argument filename est un pointeur NULL, le descripteur renvoyé correspond au programme principal. Lorsqu'il est passé à dlsym(), ce descripteur provoque la recherche d'un symbole dans le programme principal, puis dans tous les objets partagés chargés au démarrage du programme, puis dans toutes les objets partagés chargés par dlopen() avec l'attribut RTLD_GLOBAL.

Les références aux symboles de l'objet partagé sont résolues en utilisant (dans l'ordre) : les symboles dans la table de liens des objets chargés pour le programme principal et ses dépendances, les symboles dans les objets partagés (et leurs dépendances) qui ont été ouverts par un appel antérieur à dlopen() avec le drapeau RTLD_GLOBAL et les définitions dans l'objet partagé lui-même (ainsi que toute dépendance ayant été chargée pour cet objet).

Tout symbole global dans l'exécutable qui a été placé dans sa table de symboles dynamiques par ld(1) peut aussi être utilisé pour résoudre les références dans un objet partagé dynamiquement chargé. Les symboles peuvent être placés dans la table de symbole soit parce que les liens de l'exécutable ont été édités avec le drapeau « -rdynamic » (ou de façon synonyme « --export-dynamic »), qui fait que tous les symboles globaux de l'exécutable sont placés dans la table de symboles dynamiques, soit parce que ld(1) a identifié une dépendance sur un symbole dans un autre objet durant l'édition de liens statiques.

Si le même objet partagé est chargé une nouvelle fois avec dlopen(), le même descripteur sera renvoyé. Un décompte du nombre de chargements est toutefois conservé par l'éditeur dynamique de liens afin d'éviter de le décharger avant que la fonction dlclose() n'ait été appelée autant de fois que dlopen() a réussi. Les constructeurs (voir ci-dessous) sont seulement appelés lorsque l'objet est réellement chargé en mémoire (c'est-à-dire lorsque le compteur de références est augmenté et passe à 1).

Un appel ultérieur à dlopen() qui charge le même objet partagé avec RTLD_NOW peut forcer la résolution de symboles pour un objet partagé chargé antérieurement avec RTLD_LAZY. De façon similaire, un objet préalablement ouvert avec RTLD_LOCAL peut être promu à RTLD_GLOBAL lors d'un appel ultérieur à dlopen().

Si dlopen() échoue pour une raison quelconque, elle renvoie NULL.

dlmopen()

Cette fonction effectue la même tâche que dlopen() ; les arguments filename et flags, de même que la valeur de renvoi, sont les mêmes à l'exception des différences décrites plus bas.

La fonction dlmopen() diffère de la fonction dlopen() principalement parce qu'elle accepte un argument supplémentaire, lmid, qui indique la liste de tables de liens (aussi appelée espace de noms) dans laquelle l'objet partagé doit être chargé. En comparaison, dlopen() ajoute l'objet partagé dynamiquement chargé au même espace de noms que l'objet partagé pour lequel l'appel dlopen() est fait. Le type Lmid_t est un gestionnaire opaque qui fait référence à un espace de noms.

L'argument lmid est soit l'ID d'un espace de noms existant (pouvant être obtenu en utilisant la requête dlinfo(3) RTLD_DI_LMID) ou l'une des valeurs spéciales suivantes :

LM_ID_BASE

Charger l'objet partagé dans l'espace de noms initial (c'est-à-dire l'espace de noms de l'application).

LM_ID_NEWLM

Créer un nouvel espace de noms et y charger l'objet partagé. Les liens de l'objet doivent avoir été liés pour référencer tous les autres objets partagés dont il a besoin puisque l'espace de noms est initialement vide.

Si filename est vide, alors l'unique valeur autorisée pour lmid est LM_ID_BASE.

dlclose()

La fonction dlclose() décrémente le compteur de références de l'objet partagé chargé dynamiquement et indiqué par handle.

Si le compteur de références de cet objet tombe en dessous de zéro et qu'aucun symbole dans cet objet n'est requis par un autre objet, alors l'objet est déchargé après avoir appelé tous les destructeurs définis pour l'objet. Des symboles dans cet objet peuvent être requis par un autre objet parce qu'il a été ouvert avec le drapeau RTLD_GLOBAL et que l'un de ses symboles a permis une relocalisation dans un autre objet.

Tous les objets partagés qui ont été chargés automatiquement lorsque dlopen() a été invoquée sur l'objet référencé par handle sont fermés récursivement de la même façon.

Un renvoi réussi de dlclose() ne garantit que les symboles associés avec handle sont supprimés de l'espace d'adressage de l'appelant. En plus de références résultant d'appels explicites à dlopen(), un objet partagé a peut-être été chargé de façon implicite (et les références prises en compte) à cause de références dans d'autres objets partagés. Ce n'est que lorsque toutes les références sont relachées que l'objet partagé peut être supprimé de l'espace d'adressage.

dlmopen() et espace de noms

Une liste de table de liens définit un espace de noms isolé pour la résolution de symboles par l'éditeur dynamique de liens. À l'intérieur d'un espace de noms, les objets partagés dépendants sont implicitement chargés selon les règles usuelles, et les références aux symboles sont résolues selon les règles usuelles, mais un telle résolution est limitée aux définitions fournies aux objets qui ont été chargés (explicitement et implicitement) dans l'espace de noms.

La fonction dlmopen() permet une isolation de chargement d'objet, c'est-à-dire la capacité à charger un objet partagé dans un nouvel espace de noms sans exposer le reste de l'application aux symboles rendus disponibles par le nouvel objet. Notez que l'utilisation du drapeau RTLD_LOCAL n'est pas suffisante pour réaliser cela puisque qu'il empêche les symboles des objets partagés d'être disponibles à tout autre objet partagé. Dans certains cas, il peut être souhaitable de rendre les symboles fournis par un objet partagé chargé dynamiquement disponibles à d'autres objets (ou à un sous-ensemble) partagés sans exposer ces symboles à l'application entière. Cela peut être réalisé par l'utilisation d'un espace de noms séparé et du drapeau RTLD_GLOBAL.

La fonction dlmopen() peut également être utilisée pour fournir une meilleure isolation que le drapeau RTLD_LOCAL. En particulier, les objets partagés chargés avec RTLD_LOCAL peuvent être promus à RTLD_GLOBAL s'ils sont des dépendances d'un autre objet partagé chargé avec RTLD_GLOBAL mis à part dans le cas (peu commun) où l'on a un contrôle explicite sur les dépendances de tous les objets partagés.

Les cas possibles d'utilisation de dlmopen() sont des greffons où l'auteur du cadriciel de chargement de greffon ne peut pas faire confiance aux auteurs du greffon et ne souhaite pas que des symboles non définis du cadriciel greffon soient résolus en symboles du greffon. Une autre utilisation est de charger le même objet plus d'une fois. Sans l'utilisation de dlmopen(), cela exigerait la création de copies distinctes du fichier de l'objet partagé. Grâce à l'utilisation de dlmopen(), cela peut être réalisé par le chargement du même fichier d'objet partagé dans différents espaces de noms.

L'implémentation de la glibc prend en charge un nombre maximal de 16 espaces de noms.

Fonctions d'initialisation et de finalisation

Les objets partagés peuvent exporter des fonctions en utilisant les attributs de fonction __attribute__((constructor)) et __attribute__((destructor)). Les fonctions de construction sont exécutées avant que dlopen() ne renvoie, et les fonctions de destruction sont exécutées avant que dlclose() ne renvoie. Un objet partagé peut exporter plusieurs constructeurs et destructeurs et des priorités peuvent être associées à chaque fonction pour déterminer l'ordre dans lequel elles s'exécutent. Consultez les pages d'information de gcc (sous « Attributs de fonction ») pour plus d'informations.

Une méthode plus ancienne d'obtenir (partiellement) le même résultat passe par l'utilisation de deux symboles spéciaux reconnus par l'éditeur de liens : _init et _fini. Si un objet partagé chargé dynamiquement exporte une routine nommée _init(), alors son code est exécuté après le chargement d'un objet partagé, avant le retour de dlopen(). Si l'objet partagé exporte une routine nommée _fini, elle est appelée juste avant le déchargement de l'objet. Dans ce cas, vous voudrez éviter de lier l'exécutable avec les fichiers de démarrage du système, qui contiennent des versions par défaut de ces fichiers ; pour cela, vous pouvez spécifier l'option -nostartfiles à la ligne de commande de gcc(1).

L'utilisation de _init et _fini est rendue obsolète en faveur des constructeurs et destructeurs susmentionnés, ce qui entre autres avantages, permet la définition de plusieurs fonctions d'initialisation et de finalisation.

Depuis la glibc 2.2.3, atexit(3) peut être utilisée pour enregistrer un gestionnaire de sortie qui sera automatiquement appelé quand un objet partagé est déchargé.

Historique

Ces fonctions font partie de l'API dlopen, dérivée de SunOS.

Source du programme

#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <gnu/lib-names.h>  /* Définit LIBM_SO (qui sera une
                               chaîne telle que « libm.so.6 ») */
int
main(void)
{
    void *handle;
    double (*cosine)(double);
    char *error;
    handle = dlopen(LIBM_SO, RTLD_LAZY);
    if (!handle) {
        fprintf(stderr, "%s\n", dlerror());
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    dlerror();    /* Supprime une erreur existante */
    cosine = (double (*)(double)) dlsym(handle, "cos");
    /* D'après le standard ISO C, la conversion de type entre un pointeur
       de fonction et « void * », comme effectuée ci-dessus, produit des
       résultats indéfinis.
       POSIX.1-2003 et POSIX.1-2008 ont admis cet état de fait et proposé
       le contournement ci-dessous :
           *(void **) (&cosine) = dlsym(handle, "cos");
       Cette conversion (lourde) de type est conforme au standard
       ISO C and évitera tout avertissement du compilateur.
       La révision technique 2013 de POSIX.1-2008 a amélioré la
       situation en exigeant que les implémentations prennent en charge
       la conversion du type « void * » vers un pointeur de fonction.
       Cependant, certains compilateurs (par exemple gcc avec
       l'option « -pedantic ») peuvent se plaindre de la conversion
       effectuée dans ce programme. */
    error = dlerror();
    if (error != NULL) {
        fprintf(stderr, "%s\n", error);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("%f\n", (*cosine)(2.0));
    dlclose(handle);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}