Windows平台LoadLibrary加载动态库搜索路径的问题

一、背景

在给Adobe Premiere/After Effects等后期制作软件开发第三方插件的时候，我们总希望插件依赖的动态库能够脱离插件的位置，单独存储到另外一个地方。这样一方面可以与其他程序共享这些动态库，还能保证插件安装时非常的清爽。就Adobe Premiere Pro/After Effects来说，插件文件是放到C:\Program Files\Adobe\Common\Plug-ins\7.0\MediaCore(Windows平台)的。这个是PremierePro和AfterEffects的公共插件目录，二者在启动的时候都会尝试去这个位置加载插件。与此同时，我们希望自己开发的插件所依赖的动态库放到另外的位置，另外也希望插件显示链接的动态库能够尽量少。因为如果是显式链接的话，这些插件依赖的动态库必须和插件保存在同一个位置。不然插件找不到这些依赖文件就会加载失败的。当然，我们也可以在环境变量里面增加一条路径，但是这容易污染环境变量，或者与其他的程序库产生冲突。LoadLibrary在这个时候就产生作用了。LoadLibrary通过将指定路径的动态库加载到当前的调用进程，然后获取其导出的函数就可以正常使用了。对于像第三方插件这样的应用场景，LoadLibrary可以说是个不错的实现方式。但是正因此也有个弊端，我们无法使用工具得知其的依赖库。

二、使用实例

我们在给Adobe Premiere Pro开发的一款插件中，正是使用了这种方法：
（1）首先从注册表中获取到我们插件依赖的动态库文件所在的位置：

 bool GetInstallationPath(std::string& result) {
     DWORD data_type;
     CHAR value[];
     PVOID pv_data = value;
     DWORD size = sizeof(value);
     auto err = RegGetValue(HKEY_CLASSES_ROOT, "test_app\\plugin", "install_location", RRF_RT_ANY, &data_type, pv_data, &size);
     if (err == ERROR_SUCCESS) {
         std::string filepath(value);
         std::regex_replace(std::back_inserter(result), filepath.begin(), filepath.end(), std::regex("[\\\\/]+[^\\\\/]+$"), "");
         return true;
     }
     return false;
 }

（2）通过调用LoadLibrary来加载指定的依赖库

std::string    dirname;
if (!GetInstallationPath(dirname)) {
    return false;
}
SetDllDirectory(dirname.c_str());
insmedia_dll.handle = LoadLibrary("core.dll");

如上述代码所示，我们的插件唯一依赖的动态库叫core.dll。而core.dll文件存放的位置记录在注册表中。程序先从注册表中获取core.dll所在的文件夹，然后设置到DLL的搜索路径中。最后再调用LoadLibrary加载它。在最初开发及发布后，插件运行的很好。然而，在Adobe发布Premiere Pro CC 2020之后，插件就不工作了。这是为啥呢？根据过往的经验来看，插件加载不上只有一个原因：依赖的动态库缺失或者是加载错了版本。那么，我们就来看看到底是哪个依赖加载错了导致插件加载失败呢？通过在WinDBG里面调试看到了如下的差异：

看上图很显然，我们的插件在加载ffmpeg的库文件时，先找到了PremierePro安装根目录里面的版本了。而PremierePro使用的ffmpeg版本显然跟我们不一样。正是因为这两个库的版本不对，导致我们的插件加载失败了。那么，LoadLibrary这种方法显然还是存在一些Bug了。我们的core.dll还依赖OpenCV、ffmpeg等第三方库。看MSDN的解释是，LoadLibrary会先从调用进程的目录下搜索动态库的依赖。这样的行为显然不是我们想要的。这个时候，我们还有个选择：使用LoadLibraryEx。具体的使用方法仍然一样，只不过传给LoadLibraryEx的第一个参数是我们要加载的动态库的绝对路径：

 std::string    dirname;
 if (!GetInstallationPath(dirname)) {
     return false;
 }  

 std::string absolute_path = dirname + "\\InsMedia.dll";
 insmedia_dll.handle = LoadLibraryEx(absolute_path.c_str(), nullptr, LOAD_WITH_ALTERED_SEARCH_PATH);
 if (!insmedia_dll.handle) {
     return false;
 }

注意到第三个参数为LOAD_WITH_ALTERED_SEARCH_PATH，通过指定LOAD_WITH_ALTERED_SEARCH_PATH，让系统DLL搜索顺序从DLL所在目录开始。这样就能够保证加载动态库的时候优先加载我们打包的动态库。从而避免因为动态库加载错误导致插件失败。

从上图可以看到，所有依赖的动态库都变成了我们自己提供的库文件了，插件也能正常加载了。完美！

三、参考链接

1. https://blog.csdn.net/cuglifangzheng/article/details/50580279
2. https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/libloaderapi/nf-libloaderapi-loadlibrarya