linux静态库和动态库编译及使用

淩亂°似流年 2022-08-13 12:57 384阅读 0赞

# 1 代码样例 #

/**************************************************************************/
    /*add.c*/
    int add(int x, int y)
    {
    return x + y;
    
    return 0;
    }
    /*************************************************************************/
    然后add.h代码为：
    /*add.h*/
    #ifndef _ADD_H_
    #define _ADD_H_
    
    int add(int, int);
    
    #endif
    /***************************************************************************/
    main函数代码：
    /*main.c*/
    #include <stdio.h>
    
    int main(void)
    {
    printf("2+3= %d\n", add(2,3));
    return 0;
    }
    /**********************************************************************************/

# 2静态库的编译和使用 #

## 2.1 静态库的编译流程 ##

将add.c 单独的源文件编译成静态库libadd.a

gcc -c add.c  //生成 add.o
    ar crv libadd.a add.o // 生成静态库libadd.a

## 2.2 静态库的使用 ##

gcc -o main main.c  -I. -L. -ladd  (注: -I -L -l的意思在文章后面)
    也可以: gcc -o main main.c -I. ./libadd.a (注:这里 ./libadd.a 可以是相对地址或者绝对地址 如:./lib/libadd.a , /home/lisi/lib/lib.a)

注：静态连接要注意静态库和目标文件的连接顺序！！！参考文章7

# 3 动态库的编译和使用 #

## 3.1 动态库的编译流程 ##

gcc -fPIC -c add.c // 生成add.o
    gcc -shared -o libadd.so add.o // 或者使用 ar crv libadd.so add.o

上面可合并成一行: gcc -fPIC -shared -o libadd.so add.c

注: -fPIC 使输出的对象模块是按照可重定位地址方式生成的(即与位置无关).

\-shared 指定把对应的源文件生成对应的动态链接库库文件libstr.so文件

## 3.2 动态库的使用 ##

### 3.2.1 隐式调用 ###

代码编写与静态库一样,不需要包含到处函数的头文件,若主函数是C++程序(即.cpp), 则需要在main.cpp中用extern "C"\{\} 包含被调用的函数(add.c)的头文件(这里需要包含头文件是与.cpp和.c混合编译有关,同静态\\动态库无关),用g++或者用gcc(加上一个链接的参数 -lstdc++)编译.

1 )代码编写:与静态库一样

2 ) 编译main.c 生成可执行程序(动态库隐式调用的使用)

// 第一种方式
    gcc -o main main.c ./libadd.so
    // 第二种方式
    gcc -o main main.c -L. libadd.so  // gcc -o main main.c -L. -ladd

#### **3.2.1.1 问题1** ####

以上两种情况执行./main时会出现**./main: error while loading shared libraries,cannot open shared object file: No such file or directory?**

解决方案:

方法一: libadd.so放到/usr/lib 或 /lib 中去.

方法二: export LD\_LIBRARY\_PATH=$(pwd) 或者 export LD\_LIBRARY\_PATH=./ ,

可写入[环境变量][Link 1]来支持当前目录寻找动态链接库

方法三: 在/etc/ld.so.conf文件加入我们生成的库目录(只支持绝对路径),然后执行 \#/sbin/ldconfig.

关于 /etc/ld.so.conf 可以参看:[ldd命令][ldd]

// 第三种方式
    // 将libadd.so 拷贝到目录 /user/lib 或者 /lib 中,然后执行 
    gcc -o main main.c libadd.so  //此时不需要指定搜索路径

#### 3.2.1.2 问题2 ####

gcc编译文件时出现undefined reference to 'xxxx'的错误?

这是链接错误,不是编译错误,源程序代码本身没有问题,是你的编译时参数用的不对.你没有指定连接程序要用到的库,比如你的程序里用到了一些数学函数sqrt ,那么你就要在编译参数里指定程序要链接数学库。

gcc -o math math.c -lm

### 3.2.2 显示调用 ###

#### 3.2.2.1 dlopen ####

在main.c 中增加头文件 \#include <dlfcn.h>引入dlopen , dlsym , dlclose , dlerror 几个系统调用

主要介绍dlopen()系统调用

第一个参数:指定共享库的名称,将会在下面位置查找指定的共享库.

\-环境变量 LD\_LIBARARY\_PATH列出的用冒号间隔的所有目录

\-文件/etc/ld.so.cache重找到库的列表,用 ldconfig 维护

\-目录/usr/lib

\-目录/lib

\-当前目录

第二个参数:指定打开共享库.

\-RTLD\_NOW:将共享库重的所有函数加载到内存

\-RTLD\_LAZY:会退后共享库中的函数的加载操作,知道调用dlsym()时方加载某函数

返回值:返回动态库的句柄

#include <stdio.h>
    #include <dlfcn.h>
    
    int main()
    {
        int (*func)(int , int );
        void *dl = dlopen("./libadd.so", RTLD_LAZY);
        if (dl == NULL)
                return -1;
        func = dlsym(dl, "add");
        if (func == NULL)
                return -1;
         printf("2+3=%d", func(2, 3));
         dlclose(dl);
    return 0;
    }

#### 3.2.2.2 编译 ####

编译main.c生成可执行程序,动态库已创建

gcc -o main main.c -lld // 注:使用libld.so库进行系统调用

# 4 gcc中一些参数的作用 #

## 4.1 -l 参数和 -L参数 ##

\-l 参数就是用来指定程序要链接的库, -l 参数紧接着就是库名, 那么库名跟真正的库文件名有什么关系呢?拿数学库来说,他的库名是m ,他的库文件名是 libm.so ,很容易看出,把库文件名的lib和尾.so 去掉就是库名了. 如第三方库名字叫做libtest.so 那么我们只需要把libtest.so 拷贝到 /usr/lib 或者 /usr/local/lib里,在编译时加上 -ltest 参数,我们就能用上libtest.so库了.

注意:要用libtest.so 库里的函数,我们还需要与libtest.so 配套的头文件.eg:gcc -o test test.c -ltest(libtest.so 的隐式调用)

—L 参数指定程序要链接的库所在的目录，可以指定库所在目录的**相对路径或者绝对路径。**

gcc -o main main.c -L. -ladd
    gcc -o main main.c -L/home/user/test/ -ladd

## 4.2 -include 和-I参数 ##

\-include 用来包含头文件,但是一般情况下包含头文件都在源码里用\#include xxx 实现, -include 参数很少用. -I参数用来指定头文件目录.

/usr/include 目录一般是不用指定的,gcc 知道去那里找,但是如果头文件不在 /usr/include 里我们就要用 -I参数指定. 比如 头文件放在 /myinclude目录里,那么便以命令行就加上-I/myinclude 参数,如果不加就会得到 "xx.h: No such file or deirectory "的错误. (注-I参数也可以用相对路径,比如当前目录,可以用 -I. 来指定). 也可以通过设置环\]境变量C\_INCLUDE\_PATH来指定头文件目录,怎样设置可参看[http://blog.csdn.net/renwotao2009/article/details/40537161][Link 1]

# 5 静态库和动态库链接时的搜索路径 #

## 5.1 静态库链接时搜索路径 ##

1. ld会去找gcc命令中的参数-L

2. 再找gcc的环境变量LIBRARY\_PATH

3. 再找内定目录 /lilb、/usr/lib、/usr/local/lib **这是当初compile gcc时写在程序内的**

## 5.2 动态连接时执行时的搜索路径 ##

1. 编译目标代码时指定的动态库搜索路径

gcc 使用-R或-rpath选项来在编译时就指定库的查找路径，并且该库的路径信息保存在可执行文件中，运行时它会直接到该路径查找库。

// 使用以下两种方式都可以，-Wl选项告诉编译器将后面的参数传递给连接器
    #gcc -o main main.c -L. ladd -Wl,-R.
    #gcc -o main main.c -L. ladd -Wl,rpath=.
    #gcc -o main main.c -L. ladd -Wl,rpath .

2. 环境变量LD\_LIBRARY\_PATH指定的动态库搜索路径

LD\_LIBRARY\_PATH设定是全局的，过多的使用可能会影响到其他应用程序的运行，所以多用在调试。

// 当前调试时可以设置LD_LIBRARY_PATH环境变量
    #LD_LIBRARY_PATH=.
    #export LD_LIBRARY_PATH
    // 或
    #setenv LD_LIBRARY_PATH

3. 配置文件 /etc/ld.so.conf 中指定的动态库搜索路径

设置可参考 [ldd命令][ldd]

4. 默认的动态库搜索路径 /lib

5. 默认的动态库搜索路径 /usr/lib

## 5.3 有关环境变量 ##

1. LIBRARY\_PATH环境变量：指定程序静态链接库文件搜索路径

2. LD\_LIBRARY\_PATH环境变量：指定程序动态链接库文件搜索路径

## 5.4 库的链接时路径和运行时路径 ##

现代连接器在处理动态库时将链接时路径（Link-time path）和运行时路径（Run-time path）分开，用户可以通过-L指定链接时库的路径，通过-R（或-rpath）指定程序运行时库的路径，大大提高了库应用的灵活性。

# 6 静态库和动态库的命名规则 #

## 6.1 Linux静态库的命名规则 ##

static library filename = **lib** \+<library name> + **.a**

静态库文件名中间那一部分是库的实际名称，链接器需要使用这个名称来进行链接。

## 6.2 Linux动态库命名规则 ##

dynamic library filename = **lib** \+ <library name> + **.so** \+ <library version information>

动态库文件名中间那一部分是库的实际名称，链接器会在随后的构建时库文件搜索过程中使用这个名称，装在器也会在运行时库文件搜索过程中使用这个名称。

## 6.3 动态库的版本信息 ##

dynamic library version information = **<M>.<m>.<p>**

其中，每个助记符可能使用一个或多个数字来表示

**M**：主版本号

**m**：次版本号

**p**：补丁（很小的代码改动）版本号

## 6.4 动态库的soname ##

library **soname** = lib + <library **name**> +  **.so** \+ <library **major version** digit(s)>

举例来说：

库文件libz.so.1.2.3.4的soname则是libz.so.1

实际上只有主版本号的数字在库soname中起作用，这意味着即使库的次版本号是不同的，也可能使用同一个soname值来表示。

动态库的soname通产由链接器嵌入二进制库文件的专有ELF字段中。通常使用特定的链接器选项，将表示库soname的字符串传递给链接器。

// eg：
    $ gcc -shared <list of object files> -Wl, -soname, libfoo.so.1 -o libfoo.so.1.0.0

# 7 参考文章 #

参考文章1:[http://blog.csdn.net/star\_xiong/article/details/17301191][http_blog.csdn.net_star_xiong_article_details_17301191]

参考文章2:[http://blog.csdn.net/casularm/article/details/316149][http_blog.csdn.net_casularm_article_details_316149]

参考文章3:[http://blog.csdn.net/zzxzzy/article/details/6013185][http_blog.csdn.net_zzxzzy_article_details_6013185]

参考文章4:[http://www.cppblog.com/deane/articles/165216.html][http_www.cppblog.com_deane_articles_165216.html]

参考文章5:[http://blog.chinaunix.net/uid-21498513-id-143987.html][http_blog.chinaunix.net_uid-21498513-id-143987.html]

参考文章6：[linking with -Wl,-rpath and $(prefix)][linking with -Wl_-rpath and _prefix]

参考文章7： [http://codemacro.com/2014/09/15/inside-static-library/][http_codemacro.com_2014_09_15_inside-static-library]

[Link 1]: http://blog.csdn.net/renwotao2009/article/details/40537161
[ldd]: http://blog.csdn.net/renwotao2009/article/details/51398739#t0
[http_blog.csdn.net_star_xiong_article_details_17301191]: http://blog.csdn.net/star_xiong/article/details/17301191
[http_blog.csdn.net_casularm_article_details_316149]: http://blog.csdn.net/casularm/article/details/316149
[http_blog.csdn.net_zzxzzy_article_details_6013185]: http://blog.csdn.net/zzxzzy/article/details/6013185
[http_www.cppblog.com_deane_articles_165216.html]: http://www.cppblog.com/deane/articles/165216.html
[http_blog.chinaunix.net_uid-21498513-id-143987.html]: http://blog.chinaunix.net/uid-21498513-id-143987.html
[linking with -Wl_-rpath and _prefix]: http://gcc.gnu.org/ml/gcc-help/2005-12/msg00017.html
[http_codemacro.com_2014_09_15_inside-static-library]: http://codemacro.com/2014/09/15/inside-static-library/