linux靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫分析

　　第6步：在程序中使用動(dòng)態(tài)庫;

　　在程序中使用動(dòng)態(tài)庫和使用靜態(tài)庫完全一樣，也是在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標(biāo)文件時(shí)指明動(dòng)態(tài)庫名進(jìn)行編譯。我們先運(yùn)行g(shù)cc命令生成目標(biāo)文件，再運(yùn)行它看看結(jié)果。

　　# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

　　# ./hello

　　./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

　　#

　　哦!出錯(cuò)了?？炜纯村e(cuò)誤提示，原來是找不到動(dòng)態(tài)庫文件libmyhello.so。程序在運(yùn)行時(shí)，會(huì)在/usr/lib和/lib等目錄中查找需要的動(dòng)態(tài)庫文件。若找到，則載入動(dòng)態(tài)庫，否則將提示類似上述錯(cuò)誤而終止程序運(yùn)行。我們將文件libmyhello.so復(fù)制到目錄/usr/lib中，再試試。

　　# mv libmyhello.so /usr/lib

　　# ./hello

　　./hello: error while loading shared libraries: /usr/lib/libhello.so: cannot restore segment prot after reloc: Permission denied

　　由于SELinux引起，

　　# chcon -t texrel_shlib_t /usr/lib/libhello.so

　　# ./hello

　　Hello everyone!

　　#

　　成功了。這也進(jìn)一步說明了動(dòng)態(tài)庫在程序運(yùn)行時(shí)是需要的。

　　我們回過頭看看，發(fā)現(xiàn)使用靜態(tài)庫和使用動(dòng)態(tài)庫編譯成目標(biāo)程序使用的gcc命令完全一樣，那當(dāng)靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫同名時(shí)，gcc命令會(huì)使用哪個(gè)庫文件呢？抱著對(duì)問題必究到底的心情，來試試看。

　　先刪除 除.c和.h外的 所有文件，恢復(fù)成我們剛剛編輯完舉例程序狀態(tài)。

　　# rm -f hello hello.o /usr/lib/libmyhello.so

　　# ls

　　hello.c hello.h main.c

　　#

　　在來創(chuàng)建靜態(tài)庫文件libmyhello.a和動(dòng)態(tài)庫文件libmyhello.so。

　　# gcc -c hello.c

　　# ar cr libmyhello.a hello.o

　　# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

　　# ls

　　hello.c hello.h hello.o libmyhello.a libmyhello.so main.c

　　#

　　通過上述最后一條ls命令，可以發(fā)現(xiàn)靜態(tài)庫文件libmyhello.a和動(dòng)態(tài)庫文件libmyhello.so都已經(jīng)生成，并都在當(dāng)前目錄中。然后，我們運(yùn)行g(shù)cc命令來使用函數(shù)庫myhello生成目標(biāo)文件hello，并運(yùn)行程序 hello。

　　# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

　　# ./hello

　　./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

　　#

　　從程序hello運(yùn)行的結(jié)果中很容易知道，當(dāng)靜態(tài)庫和動(dòng)態(tài)庫同名時(shí)， gcc命令將優(yōu)先使用動(dòng)態(tài)庫。

　　基本概念

　　庫有動(dòng)態(tài)與靜態(tài)兩種，動(dòng)態(tài)通常用.so為后綴，靜態(tài)用.a為后綴。

　　例如：libhello.so libhello.a 為了在同一系統(tǒng)中使用不同版本的庫，可以在庫文件名后加上版本號(hào)為后綴,例如： libhello.so.1.0,由于程序連接默認(rèn)以.so為文件后綴名。所以為了使用這些庫，通常使用建立符號(hào)連接的方式。

　　ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1

　　ln -s libhello.so.1 libhello.so

　　1、使用庫

　　當(dāng)要使用靜態(tài)的程序庫時(shí)，連接器會(huì)找出程序所需的函數(shù)，然后將它們拷貝到執(zhí)行文件，由于這種拷貝是完整的，所以一旦連接成功，靜態(tài)程序庫也就不再需要了。然 而，對(duì)動(dòng)態(tài)庫而言，就不是這樣。動(dòng)態(tài)庫會(huì)在執(zhí)行程序內(nèi)留下一個(gè)標(biāo)記指明當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，首先必須載入這個(gè)庫。由于動(dòng)態(tài)庫節(jié)省空間，linux下進(jìn)行連接的缺省操作是首先連接動(dòng)態(tài)庫，也就是說，如果同時(shí)存在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)庫，不特別指定的話，將與動(dòng)態(tài)庫相連接。 現(xiàn)在假設(shè)有一個(gè)叫hello的程序開發(fā)包，它提供一個(gè)靜態(tài)庫libhello.a 一個(gè)動(dòng)態(tài)庫libhello.so,一個(gè)頭文件hello.h,頭文件中提供sayhello()這個(gè)函數(shù) /* hello.h */ void sayhello(); 另外還有一些說明文檔。

　　這一個(gè)典型的程序開發(fā)包結(jié)構(gòu) 與動(dòng)態(tài)庫連接 linux默認(rèn)的就是與動(dòng)態(tài)庫連接，下面這段程序testlib.c使用hello庫中的sayhello()函數(shù)

　　/*testlib.c*/

　　#include

　　#include

　　int main()

　　{

　　sayhello();

　　return 0;

　　}

　　使用如下命令進(jìn)行編譯 $gcc -c testlib.c -o testlib.o

　　用如下命令連接： $gcc testlib.o -lhello -o testlib

　　連接時(shí)要注意，假設(shè)libhello.o 和libhello.a都在缺省的庫搜索路徑下/usr/lib下，如果在其它位置要加上-L參數(shù) 與與靜態(tài)庫連接麻煩一些，主要是參數(shù)問題。還是上面的例子：

　　$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello

　　注：這個(gè)特別的-WI，-Bstatic參數(shù)，實(shí)際上是傳給了連接器ld。指示它與靜態(tài)庫連接，如果系統(tǒng)中只有靜態(tài)庫當(dāng)然就不需要這個(gè)參數(shù)了。 如果要和多個(gè)庫相連接，而每個(gè)庫的連接方式不一樣，比如上面的程序既要和libhello進(jìn)行靜態(tài)連接，又要和libbye進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接，其命令應(yīng)為：

　　$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello -WI,-Bdynamic -lbye

　　2、動(dòng)態(tài)庫的路徑問題 為了讓執(zhí)行程序順利找到動(dòng)態(tài)庫，有三種方法：

　　(1)把庫拷貝到/usr/lib和/lib目錄下。

　　(2)在LD_LIBRARY_PATH環(huán)境變量中加上庫所在路徑。

　　例如動(dòng)態(tài)庫libhello.so在/home/ting/lib目錄下，以bash為例，使用命令：

　　$export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/ting/lib

　　(3) 修改/etc/ld.so.conf文件，把庫所在的路徑加到文件末尾，并執(zhí)行l(wèi)dconfig刷新。這樣，加入的目錄下的所有庫文件都可見。

　　3、查看庫中的符號(hào)

　　有時(shí)候可能需要查看一個(gè)庫中到底有哪些函數(shù)，nm命令可以打印出庫中的涉及到的所有符號(hào)。庫既可以是靜態(tài)的也可以是動(dòng)態(tài)的。nm列出的符號(hào)有很多，常見的有三種：

　　一種是在庫中被調(diào)用，但并沒有在庫中定義(表明需要其他庫支持)，用U表示;

　　一種是庫中定義的函數(shù)，用T表示，這是最常見的;

　　另外一種是所謂的“弱 態(tài)”符號(hào)，它們雖然在庫中被定義，但是可能被其他庫中的同名符號(hào)覆蓋，用W表示。

　　例如，假設(shè)開發(fā)者希望知道上文提到的hello庫中是否定義了 printf():

　　$nm libhello.so |grep printf U

　　其中printf U表示符號(hào)printf被引用，但是并沒有在函數(shù)內(nèi)定義，由此可以推斷，要正常使用hello庫，必須有其它庫支持，再使用ldd命令查看hello依賴于哪些庫：

　　$ldd hello libc.so.6=>/lib/libc.so.6(0x400la000) /lib/ld-linux.so.2=>/lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)

　　從上面的結(jié)果可以繼續(xù)查看printf最終在哪里被定義，有興趣可以go on

　　4、生成庫

　　第一步要把源代碼編繹成目標(biāo)代碼。

　　以下面的代碼為例，生成上面用到的hello庫：

　　/* hello.c */

　　#include

　　void sayhello()

　　{

　　printf(hello,world );

　　}

　　用gcc編繹該文件，在編繹時(shí)可以使用任何全法的編繹參數(shù)，例如-g加入調(diào)試代碼等： gcc -c hello.c -o hello.o

　　(1)連接成靜態(tài)庫 連接成靜態(tài)庫使用ar命令，其實(shí)ar是archive的意思

　　$ar cqs libhello.a hello.o

　　(2)連接成動(dòng)態(tài)庫 生成動(dòng)態(tài)庫用gcc來完成，由于可能存在多個(gè)版本，因此通常指定版本號(hào)：

　　$gcc -shared -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.0 hello.o

　　另外再建立兩個(gè)符號(hào)連接：

　　$ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1

　　$ln -s libhello.so.1 libhello.so

　　這樣一個(gè)libhello的動(dòng)態(tài)連接庫就生成了。最重要的是傳gcc -shared 參數(shù)使其生成是動(dòng)態(tài)庫而不是普通執(zhí)行程序。 -Wl 表示后面的參數(shù)也就是-soname,libhello.so.1直接傳給連接器ld進(jìn)行處理。實(shí)際上，每一個(gè)庫都有一個(gè)soname，當(dāng)連接器發(fā)現(xiàn)它正在查找的程序庫中有這樣一個(gè)名稱，連接器便會(huì)將soname嵌入連結(jié)中的二進(jìn)制文件內(nèi)，而不是它正在運(yùn)行的實(shí)際文件名，在程序執(zhí)行期間，程序會(huì)查找擁有 soname名字的文件，而不是庫的文件名，換句話說，soname是庫的區(qū)分標(biāo)志。 這樣做的目的主要是允許系統(tǒng)中多個(gè)版本的庫文件共存，習(xí)慣上在命名庫文件的時(shí)候通常與soname相同 libxxxx.so.major.minor 其中，xxxx是庫的名字，major是主版本號(hào)，minor 是次版本號(hào)。(發(fā)布者：chiying)