从共享库动态加载时，Android dynamic_cast 不起作用

Question

我在将 vsomeip 移植到 Android 时遇到了 dynamic_cast 问题。

为了简化案例，我创建了一个相当简单的测试 app/lib 结构，如下所示：

它包含一个库和一个应用程序：

• libbase_1.so：实现类 Final 继承自 Base_1 和 Base_2，提供 get() 以返回 std::shared

• test_app：动态加载 libbase_1.so（通过 dl_open），获取 std::shared，并动态转换为 std::shared。

动态转换在 x86 和其他 arm 平台上运行良好（例如：使用 linaro 工具链）；但无法在 Android 上运行，它总是得到 nullptr。

AOSP 的环境是：

• NDK 版本：R18
• 构建系统：AOSP
• 主机操作系统：Ubuntu 18.04
• 编译器：Clang++ (9.0.3)
• TARGET_ARCH：armv8a

我遵循了下面的一些参考，但都不起作用：

• Android NDK + Two Shared Libraries + RTTI + Dynamic cast = Impossible
• https://android.googlesource.com/platform/ndk/+/master/docs/user/common_problems.md#rtti_exceptions-not-working-across-library-boundaries
• https://github.com/android/ndk/issues/533#issuecomment-335977747

有人知道吗？非常感谢~~

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完整的可运行 src 可以从以下位置下载： https://drive.google.com/file/d/1YNsZVPVIn7_y247byBfl6JaTVtjR6tYn/view?usp=sharing

也贴在这里：

//Android.bp：mm可以直接构建

libbase_1_srcs = [
   "src_1.cpp",
   "src_2.cpp",
   "src_3.cpp",
   "lib_1.cpp",
]

main_srcs = [
   "main.cpp",
   "src_1.cpp",
   "src_2.cpp",
]

cc_defaults {
    name: "test_cast_defaults",
    cppflags: [
   "-std=c++11",
   "-frtti",
    ]
}

cc_library_shared {
    name: "libbase_1",
    vendor: true,
    srcs: libbase_1_srcs,
    defaults: [
        "test_cast_defaults"
    ],
    rtti: true,
}

cc_binary {
    name: "test_cast",
    srcs: main_srcs,
    vendor: true,
    defaults: [
        "test_cast_defaults"
    ],
    shared_libs: [
    ],
    rtti: true,
}

//CMakeLists.txt：测试X86或其他

cmake_minimum_required(VERSION 3.1)
set(project_name "test_cast")
project(${project_name})

add_library(base_1 SHARED lib_1.cpp src_1.cpp src_2.cpp src_3.cpp)
target_include_directories(base_1 PUBLIC ${${project_name}_SOURCE_DIR}/)

add_executable(test_cast main.cpp src_1.cpp src_2.cpp)
target_include_directories(test_cast PUBLIC ${${project_name}_SOURCE_DIR}/)
target_link_libraries(test_cast PUBLIC dl)

//main.cpp

#include <dlfcn.h>
#include <iostream>
#include "lib_1.h"
#include <memory>

#define libname "libbase_1.so"
#define funcname "get_plugin"

int main(void)
{
    void *handle = dlopen(libname, RTLD_LAZY | RTLD_GLOBAL);
    void *func;
    if (handle == nullptr) {
        std::cout << "Can not find: " << libname << std::endl;
        return -1;
    }
    func = dlsym(handle, funcname);
    const char *dlsym_error = dlerror();
    if (dlsym_error) {
        std::cout << "dlsym err: " << dlsym_error <<std::endl;
        return -1;
    }

    plugin_init_func func_get = reinterpret_cast<plugin_init_func>(func);
    get_plugin_func func_create = (*func_get)();

    auto base_1 = (*func_create)();
    auto base_2 = std::dynamic_pointer_cast<Base_2>(base_1);

    if (base_2) {
        std::cout << "dl: dynamic cast success!" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "dl: dynamic cast failed!" << std::endl;
    }
    return 0;
}

//lib_1.cpp

#include "lib_1.h"

get_plugin_func get_plugin(void)
{
    return Final::get;
}

//lib_1.h

#ifndef __LIB_1_H__
#define __LIB_1_H__
#include "header_3.h"
typedef std::shared_ptr<Base_1> (*get_plugin_func)();
typedef get_plugin_func (*plugin_init_func)();
extern "C" {
    get_plugin_func get_plugin(void);
};
#endif

//header_1.h

#ifndef __HEADER_1__
#define __HEADER_1__
class Base_1 {
public:
    virtual ~Base_1();
};
#endif

//header_2.h

#ifndef __HEADER_2__
#define __HEADER_2__
class Base_2 {
public:
    virtual ~Base_2();
};
#endif

//header_3.h

#ifndef __HEADER_3__
#define __HEADER_3__
#include "header_1.h"
#include "header_2.h"
#include <iostream>
#include <memory>
class Final : public Base_2,
              public Base_1 {
public:
    static std::shared_ptr<Base_1> get(void) {
        std::shared_ptr<Base_1> base_1 = std::make_shared<Final>();
        auto base_2 = std::dynamic_pointer_cast<Base_2>(base_1);
        if (base_2) {
            std::cout << "in lib: dynamic cast success!" << std::endl;
        } else {
            std::cout << "in lib: dynamic cast failed!" << std::endl;
        }
        return base_1;
    }
    ~Final();
};
#endif

//src_1.cpp

#include <header_1.h>
#include <iostream>
Base_1::~Base_1()
{
    std::cout << "in: " << __func__ << std::endl;
}

//src_2.cpp

#include "header_2.h"
#include <iostream>
Base_2::~Base_2()
{
    std::cout << "in: " << __func__ << std::endl;
}

//src_3.cpp

#include "header_3.h"
#include <iostream>
Final::~Final() {
    std::cout << "in: " << __func__ << std::endl;
}

---

成功运行（X86）：

in lib: dynamic cast success!
dl: dynamic cast success!
in: ~Final
in: ~Base_1
in: ~Base_2

失败运行（Android）：

in lib: dynamic cast success!
dl: dynamic cast failed!
in: ~Final
in: ~Base_1
in: ~Base_2

Answer 1

当我通过 vsomeip 和 clang 编译器使用 CommonAPI 时，我遇到了同样的问题，只有解决方法帮助我修复了它。更多细节在这里：https://github.com/nkh-lab/genivi-capi-someip-examples/blob/ndk/CMakeLists.txt

问题是我们在libvsomeip3.so 和libvsomeip3-cfg.so 和dynamic_pointer_cast 中有相同的类型信息vsomeip_v3::configuration_plugin 使用了错误的类型信息（例如类型信息表中的第一个条目）。因此，我们需要更改上述库的加载顺序，然后dynamic_pointer_cast 将使用正确的加载顺序。

也在GENIVI/vsomeip/issues回复

Answer 2

（这不是一个实际的解决方案，只是一个大注释）

我认为您不应该在主可执行文件和共享库中包含相同的对象模块。这是避免它的一种可能方法（Makefile）：

CXXFLAGS += -g -W -Wall -Wextra -fPIC
LDFLAGS  += -g

clean:
        rm *.o *.so main 2>/dev/null || true

main: LDFLAGS += -export-dynamic
main: LDLIBS += -ldl
main: main.o src_1.o src_2.o src_3.o
        ${CXX} ${LDFLAGS} -o $@ $^ ${LDLIBS}

libbase_1.so: LDFLAGS += -shared
libbase_1.so: lib_1.o
        ${CXX} ${LDFLAGS} -o $@ $^ ${LDLIBS}