A Za, A Za, Fighting...

我們通常把一些公用函數(shù)制作成函數(shù)庫，供其它程序使用。函數(shù)庫分為靜態(tài)庫和動態(tài)庫兩
種。靜態(tài)庫在程序編譯時會被連接到目標代碼中，程序運行時將不再需要該靜態(tài)庫。動態(tài)
庫在程序編譯時并不會被連接到目標代碼中，而是在程序運行是才被載入，因此在程序運
行時還需要動態(tài)庫存在。本文主要通過舉例來說明在Linux中如何創(chuàng)建靜態(tài)庫和動態(tài)庫，以
及使用它們。

在創(chuàng)建函數(shù)庫前，我們先來準備舉例用的源程序，并將函數(shù)庫的源程序編譯成.o文件。

第1步：編輯得到舉例的程序--hello.h、hello.c和main.c；

hello.c(見程序2)是函數(shù)庫的源程序，其中包含公用函數(shù)hello，該函數(shù)將在屏幕上輸出"
Hello XXX!"。hello.h(見程序1)為該函數(shù)庫的頭文件。main.c(見程序3)為測試庫文件的
主程序，在主程序中調(diào)用了公用函數(shù)hello。

#ifndef HELLO_H
#define HELLO_H

void hello(const char *name);

#endif //HELLO_H
程序1: hello.h

#include <stdio.h>

void hello(const char *name)
{
printf("Hello %s!\n", name);
}
程序2: hello.c

#include "hello.h"

int main()
{
hello("everyone");
return 0;
}
程序3: main.c

第2步：將hello.c編譯成.o文件；

無論靜態(tài)庫，還是動態(tài)庫，都是由.o文件創(chuàng)建的。因此，我們必須將源程序hello.c通過g
cc先編譯成.o文件。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到hello.o文件。

# gcc -c hello.c

#

我們運行l(wèi)s命令看看是否生存了hello.o文件。

# ls

hello.c hello.h hello.o main.c

#

在ls命令結(jié)果中，我們看到了hello.o文件，本步操作完成。

下面我們先來看看如何創(chuàng)建靜態(tài)庫，以及使用它。

第3步：由.o文件創(chuàng)建靜態(tài)庫；

靜態(tài)庫文件名的命名規(guī)范是以lib為前綴，緊接著跟靜態(tài)庫名，擴展名為.a。例如：我們將
創(chuàng)建的靜態(tài)庫名為myhello，則靜態(tài)庫文件名就是libmyhello.a。在創(chuàng)建和使用靜態(tài)庫時，
需要注意這點。創(chuàng)建靜態(tài)庫用ar命令。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令將創(chuàng)建靜態(tài)庫文件libmyhello.a。

# ar crv libmyhello.a hello.o

#

我們同樣運行l(wèi)s命令查看結(jié)果：

# ls

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

#

ls命令結(jié)果中有l(wèi)ibmyhello.a。

第4步：在程序中使用靜態(tài)庫；

靜態(tài)庫制作完了，如何使用它內(nèi)部的函數(shù)呢？只需要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命令生成目標文件時指明靜態(tài)庫名，gcc將會從
靜態(tài)庫中將公用函數(shù)連接到目標文件中。注意，gcc會在靜態(tài)庫名前加上前綴lib，然后追
加擴展名.a得到的靜態(tài)庫文件名來查找靜態(tài)庫文件。

在程序3:main.c中，我們包含了靜態(tài)庫的頭文件hello.h，然后在主程序main中直接調(diào)用公
用函數(shù)hello。下面先生成目標程序hello，然后運行hello程序看看結(jié)果如何。

(# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello??)

#gcc main.c libmyhello.a -o main

# ./hello

Hello everyone!

#

我們刪除靜態(tài)庫文件試試公用函數(shù)hello是否真的連接到目標文件 hello中了。

# rm libmyhello.a

rm: remove regular file `libmyhello.a'? y

# ./hello

Hello everyone!

#

程序照常運行，靜態(tài)庫中的公用函數(shù)已經(jīng)連接到目標文件中了。

我們繼續(xù)看看如何在Linux中創(chuàng)建動態(tài)庫。我們還是從.o文件開始。

第5步：由.o文件創(chuàng)建動態(tài)庫文件；

動態(tài)庫文件名命名規(guī)范和靜態(tài)庫文件名命名規(guī)范類似，也是在動態(tài)庫名增加前綴lib，但其
文件擴展名為.so。例如：我們將創(chuàng)建的動態(tài)庫名為myhello，則動態(tài)庫文件名就是libmyh
ello.so。用gcc來創(chuàng)建動態(tài)庫。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到動態(tài)庫文件libmyhello.so。

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

#

我們照樣使用ls命令看看動態(tài)庫文件是否生成。

# ls

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

#

第6步：在程序中使用動態(tài)庫；

在程序中使用動態(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命令生成目標文件時指明動態(tài)庫名進行編譯。我們
先運行g(shù)cc命令生成目標文件，再運行它看看結(jié)果。

# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

# ./hello

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

#

哦！出錯了。快看看錯誤提示，原來是找不到動態(tài)庫文件libmyhello.so。程序在運行時，
會在/usr/lib和/lib等目錄中查找需要的動態(tài)庫文件。若找到，則載入動態(tài)庫，否則將提
示類似上述錯誤而終止程序運行。我們將文件libmyhello.so復制到目錄/usr/lib中，再試
試。

# mv libmyhello.so /usr/lib

# ./hello

Hello everyone!

#

成功了。這也進一步說明了動態(tài)庫在程序運行時是需要的。

我們回過頭看看，發(fā)現(xiàn)使用靜態(tài)庫和使用動態(tài)庫編譯成目標程序使用的gcc命令完全一樣，
那當靜態(tài)庫和動態(tài)庫同名時，gcc命令會使用哪個庫文件呢？抱著對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和動態(tài)庫文件libmyhello.s
o都已經(jīng)生成，并都在當前目錄中。然后，我們運行g(shù)cc命令來使用函數(shù)庫myhello生成目標
文件hello，并運行程序 hello。

# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

# ./hello

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

#

從程序hello運行的結(jié)果中很容易知道，當靜態(tài)庫和動態(tài)庫同名時， gcc命令將優(yōu)先使用動
態(tài)庫。

Note:
編譯參數(shù)解析
最主要的是GCC命令行的一個選項:
-shared 該選項指定生成動態(tài)連接庫（讓連接器生成T類型的導出符號表，有時候也生成弱連接W類型的導出符號），不用該標志外部程序無法連接。相當于一個可執(zhí)行文件
l -fPIC：表示編譯為位置獨立的代碼，不用此選項的話編譯后的代碼是位置相關(guān)的所以動態(tài)載入時是通過代碼拷貝的方式來滿足不同進程的需要，而不能達到真正代碼段共享的目的。
l -L.：表示要連接的庫在當前目錄中
l -ltest：編譯器查找動態(tài)連接庫時有隱含的命名規(guī)則，即在給出的名字前面加上lib，后面加上.so來確定庫的名稱
l LD_LIBRARY_PATH：這個環(huán)境變量指示動態(tài)連接器可以裝載動態(tài)庫的路徑。
l 當然如果有root權(quán)限的話，可以修改/etc/ld.so.conf文件，然后調(diào)用 /sbin/ldconfig來達到同樣的目的，不過如果沒有root權(quán)限，那么只能采用輸出LD_LIBRARY_PATH的方法了。