使用 dlsym() 加载具有多态性的 C++ 类答案

【问题标题】：Loading a C++ class with polymorphism using dlsym()使用 dlsym() 加载具有多态性的 C++ 类
【发布时间】：2020-12-06 16:46:13
【问题描述】：

我有一个 C++ 程序，我需要打开一个共享对象 (.so) 并从中加载一个 C++ 类。我已经在互联网上看到了这一点，并且我在 C 和 C++ 中都使用 dlsym() 加载了很多东西，所以我知道一切是如何工作的。但是，我需要做一些细微的改变。我使用 dlsym() 加载的类必须是另一个类的子类，该类在共享对象和主程序使用的标头中定义。这个想法是在运行时加载这个类的一堆不同的自定义版本。在编译时与对象链接不是一种选择。这是我所做的（高度缩写，但所有重要部分都在那里）：

BaseClass.h：

class BaseClass {
    public:
        virtual ~BaseClass();
        virtual int function(int, int);
};

ChildClass.h：

extern "C" BaseClass* makechild();

ChildClass.cpp：

class ChildClass : public BaseClass {
    public:
        int function(int a, int b) override { return a + b; }
};

BaseClass* makechild() {
    return new ChildClass();
}

main.cpp:

std::function<BaseClass*(void)> make;

// note that in the actual program I throw a std::runtime_error with
// dlerror() as its message when this goes wrong, and I don't handle it
make = reinterpret_cast<BaseClass*(*)(void)>(dlsym(handle, "makechild"));

BaseClass* myclass = make();

然后我将 ChildClass.cpp 编译为 ChildClass.so（使用 -shared -fpic）并使用 -ldl 和其他一些与警告相关的标志等编译 main.cpp。使用 g++ 和 clang++ 我在运行时遇到两个不同的错误：

用clang++编译后：undefined symbol: _ZN9BaseClassD2Ev
用g++编译后：undefined symbol: _ZTI9BaseClass

用objdump和readelf检查.so文件后，我确认这个符号确实是未定义的：

...
0000000000000000         *UND*  0000000000000000              _ZN9BaseClassD2Ev
...
0000000000000000         *UND*  0000000000000000              _ZTI9BaseClass
...

我不确定这些符号的确切含义。在阅读了一点 ABI 文档之后，似乎第一个可能是 dtor 或其他东西，第二个可能是 ctor 或类本身，类似的东西。无论如何，我并没有明确地尝试加载这些，但我不确定为什么它们是未定义的。是否可以使用 dlsym() 和 C++ 进行这种多态/继承设置？

编辑：感谢评论，我已使用 C++filt 程序发现析构函数丢失（我刚刚添加了 virtual ~BaseClass() = default; 来解决此问题）。现在缺少的一件事是 _ZTI 一个，它是类的类型信息。

【问题讨论】：

使用命令echo _ZTI9BaseClass | c++filt 来解封该名称
您需要为BaseClass析构函数提供定义。
@Slava 谢谢！这是一个非常有用的命令，我不知道。
@G.M.我现在已经这样做了，但是现在缺少的项目仍然是_ZTI9BaseClass，这似乎是基类的类型信息。
BaseClass::function 实现了吗？

标签： c++ class inheritance polymorphism dlsym

【解决方案1】：

事实证明，析构函数和 typeinfo 是未定义的符号。考虑到我做过多少次这样的事情，我应该看到这一点，但没有人是完美的。无论如何，我为解决这个问题所做的只是为BaseClass::~BaseClass 添加= default，为BaseClass::function 添加= 0。非常感谢用户 G.M.在我原来的帖子中的 cmets 中提出这个问题！

【讨论】：