Llinux下动态链接库及静态链接库的实用和生成
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1. 库简介
库有动态与静态两种,动态通常用.so
为后缀,静态用.a
为后缀。例如:libhello.so
,libhello.a
。
为了在同一系统中使用不同版本的库,可以在库文件名后加上版本号为后缀,例如: libhello.so.1.0
。由于程序连接默认以.so
为文件后缀名。所以为了使用这些库,通常使用建立符号连接的方式。
ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1
ln -s libhello.so.1 libhello.so
2. 使用库
当要使用静态的程序库时,连接器会找出程序所需的函数,然后将它们拷贝到执行文件,由于这种拷贝是完整的,所以一旦连接成功,静态程序库也就不再需要了。然 而,对动态库而言,就不是这样。动态库会在执行程序内留下一个标记‘指明当程序执行时,首先必须载入这个库。由于动态库节省空间,Linux下进行连接的 缺省操作是首先连接动态库,也就是说,如果同时存在静态和动态库,不特别指定的话,将与动态库相连接。
现在假设有一个叫hello
的程序开发包,它提供一个静态库libhello.a
,一个动态库libhello.so
,一个头文件hello.h
。头文件中提供sayhello()
这个函数。
/* hello.h */
void sayhello();
另外还有一些说明文档。这是一个典型的程序开发包结构。
2.1 与动态库连接
Linux默认的就是与动态库连接,下面这段程序testlib.c
使用hello
库中的sayhello()
函数。
/*testlib.c*/
#include
#include
int main()
{
sayhello();
return 0;
}
使用如下命令进行编译
$gcc -c testlib.c -o testlib.o
用如下命令连接:
$gcc testlib.o -lhello -o testlib
在连接时要注意,假设libhello.so
和libhello.a
都在缺省的库搜索路径下/usr/lib
下,如果在其它位置要加上-L
参数。
2.2 与静态库连接
与与静态库连接麻烦一些,主要是参数问题。还是上面的例子:
$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello
注:这个特别的-WI, -Bstatic
参数,实际上是传给了连接器ld
,指示它与静态库连接。如果系统中只有静态库当然就不需要这个参数了。
如果要和多个库相连接,而每个库的连接方式不一样,比如上面的程序既要和libhello
进行静态连接,又要和libbye
进行动态连接,其命令应为:
$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello -WI,-Bdynamic -lbye
3. 动态库的路径问题
为了让执行程序顺利找到动态库,有三种方法:
-
把库拷贝到
/usr/lib
和/lib
目录下。 -
在
LD_LIBRARY_PATH
环境变量中加上库所在路径。例如动态库libhello.so
在/home/ting/lib
目录下,以bash
为例,使用命令:\$export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/ting/lib
-
修改
/etc/ld.so.conf
文件,把库所在的路径加到文件末尾,并执行ldconfig
刷新。这样,加入的目录下的所有库文件都可见
4. 查看库中的符号
有时候可能需要查看一个库中到底有哪些函数,nm
命令可以打印出库中的涉及到的所有符号。库既可以是静态的也可以是动态的。nm
列出的符号有很多,常见的有 三种,一种是在库中被调用,但并没有在库中定义(表明需要其他库支持),用U
表示;一种是库中定义的函数,用T
表示,这是最常见的;另外一种是所谓的“弱态”符号,它们虽然在库中被定义,但是可能被其他库中的同名符号覆盖,用W
表示。例如,假设开发者希望知道上央提到的hello
库中是否定义了printf()
:
$nm libhello.so |grep printf
U printf
U
表示符号printf
被引用,但是并没有在函数内定义,由此可以推断,要正常使用hello
库,必须有其它库支持,再使用ldd
命令查看hello
依赖于哪些库:
$ldd hello
libc.so.6=>/lib/libc.so.6(0x400la000)
/lib/ld-linux.so.2=>/lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)
从上面的结果可以继续查看printf
最终在哪里被定义,有兴趣可以go on
5. 生成库
第一步要把源代码编绎成目标代码。以下面的代码为例,生成上面用到的hello
库:
/* hello.c */
#include
void sayhello()
{
printf("hello,world\n");
}
用gcc
编绎该文件,在编绎时可以使用任何全法的编绎参数,例如-g
加入调试代码等:
gcc -c hello.c -o hello.o
5.1 连接成静态库
连接成静态库使用ar
命令,其实ar
是archive
的意思
$ar cqs libhello.a hello.o
5.2 连接成动态库
生成动态库用gcc
来完成,由于可能存在多个版本,因此通常指定版本号:
$gcc -shared -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.0 hello.o
另外再建立两个符号连接:
$ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1
$ln -s libhello.so.1 libhello.so
这样一个libhello
的动态连接库就生成了。最重要的是传gcc -shared
参数使其生成是动态库而不是普通执行程序。
-Wl
表示后面的参数也就是-soname
,libhello.so.1
直接传给连接器ld
进行处理。实际上,每一个库都有一个soname
,当连接器发现它正 在查找的程序库中有这样一个名称,连接器便会将soname
嵌入连结中的二进制文件内,而不是它正在运行的实际文件名,在程序执行期间,程序会查找拥有soname
名字的文件,而不是库的文件名,换句话说,soname
是库的区分标志。
这样做的目的主要是允许系统中多个版本的库文件共存,习惯上在命名库文件的时候通常与soname
相同:
libxxxx.so.major.minor
其中,xxxx
是库的名字,major
是主版本号,minor
是次版本号 。