2.2問題的提出

注意：這個時候，我們編譯好的hello.o是無法通過gcc –o 編譯的，這個道理非常簡單，

hello.c是一個沒有main函數(shù)的.c程序，因此不夠成一個完整的程序，如果使用gcc –o 編譯并連接它，GCC將報錯。

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gcc先編譯成.o文件。

這個時候我們有三種思路：

1）  通過編譯多個源文件，直接將目標代碼合成一個.o文件。

2）  通過創(chuàng)建靜態(tài)鏈接庫libmyhello.a，使得main函數(shù)調用hello函數(shù)時可調用靜態(tài)鏈接庫。

3）  通過創(chuàng)建動態(tài)鏈接庫libmyhello.so，使得main函數(shù)調用hello函數(shù)時可調用靜態(tài)鏈接庫。

2.3思路一：編譯多個源文件

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到hello.o文件。

# gcc -c hello.c

為什么不使用gcc–o hello hello.cpp 這個道理我們之前已經(jīng)說了，使用-c是什么意思呢？這涉及到gcc 編譯選項的常識。

我們通常使用的gcc –o 是將.c源文件編譯成為一個可執(zhí)行的二進制代碼(-o選項其實是制定輸出文件文件名，如果不加-c選項，gcc默認會編譯連接生成可執(zhí)行文件，文件的名稱有-o選項指定)，這包括調用作為GCC內(nèi)的一部分真正的C編譯器（ccl），以及調用GNU C編譯器的輸出中實際可執(zhí)行代碼的外部GNU匯編器（as）和連接器工具（ld）。

而gcc –c是使用GNU匯編器將源文件轉化為目標代碼之后就結束，在這種情況下,只調用了C編譯器（ccl）和匯編器（as），而連接器(ld)并沒有被執(zhí)行，所以輸出的目標文件不會包含作為Linux程序在被裝載和執(zhí)行時所必須的包含信息，但它可以在以后被連接到一個程序。

我們運行ls命令看看是否生存了hello.o文件。

# ls

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

在ls命令結果中，我們看到了hello.o文件，本步操作完成。

同理編譯main

#gcc –c main.c

將兩個文件鏈接成一個.o文件。

#gcc –o hello hello.o main.o

運行

# ./hello

Hello everyone!

完成^ ^!

2.4思路二：靜態(tài)鏈接庫

下面我們先來看看如何創(chuàng)建靜態(tài)庫，以及使用它。

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 rcs libmyhello.a hello.o

我們同樣運行ls命令查看結果：

# ls

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

ls命令結果中有libmyhello.a。

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,因此，我們在寫需要連接的庫時，只寫名字就可以，如libmyhello.a的庫，只寫:-lmyhello

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程序看看結果如何。

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

# ./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。

靜態(tài)鏈接庫的一個缺點是，如果我們同時運行了許多程序，并且它們使用了同一個庫函數(shù)，這樣，在內(nèi)存中會大量拷貝同一庫函數(shù)。這樣，就會浪費很多珍貴的內(nèi)存和存儲空間。使用了共享鏈接庫的Linux就可以避免這個問題。

共享函數(shù)庫和靜態(tài)函數(shù)在同一個地方，只是后綴有所不同。比如，在一個典型的Linux系統(tǒng)，標準的共享數(shù)序函數(shù)庫是/usr/lib/libm.so。

當一個程序使用共享函數(shù)庫時，在連接階段并不把函數(shù)代碼連接進來，而只是鏈接函數(shù)的一個引用。當最終的函數(shù)導入內(nèi)存開始真正執(zhí)行時，函數(shù)引用被解析，共享函數(shù)庫的代碼才真正導入到內(nèi)存中。這樣，共享鏈接庫的函數(shù)就可以被許多程序同時共享，并且只需存儲一次就可以了。共享函數(shù)庫的另一個優(yōu)點是，它可以獨立更新，與調用它的函數(shù)毫不影響。

2.5思路三、動態(tài)鏈接庫（共享函數(shù)庫）

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。

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libmyhello.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 -fPIC -o libmyhello.so hello.o

 “PIC”命令行標記告訴GCC產(chǎn)生的代碼不要包含對函數(shù)和變量具體內(nèi)存位置的引用，這是因為現(xiàn)在還無法知道使用該消息代碼的應用程序會將它連接到哪一段內(nèi)存地址空間。這樣編譯出的hello.o可以被用于建立共享鏈接庫。建立共享鏈接庫只需要用GCC的”-shared”標記即可。

我們照樣使用ls命令看看動態(tài)庫文件是否生成。

# ls

hello.cpp hello.h hello.o libmyhello.so main.cpp

調用動態(tài)鏈接庫編譯目標文件。

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gcc命令生成目標文件，再運行它看看結果。

如果直接用如下方法進行編譯，并連接：

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

（使用”-lmyhello”標記來告訴GCC驅動程序在連接階段引用共享函數(shù)庫libmyhello.so。”-L.”標記告訴GCC函數(shù)庫可能位于當前目錄。否則GNU連接器會查找標準系統(tǒng)函數(shù)目錄:它先后搜索1.elf文件的 DT_RPATH段—2.環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH—3./etc/ld.so.cache文件列表—4./lib/,/usr/lib目錄找到庫文件后將其載入內(nèi)存,但是我們生成的共享庫在當前文件夾下，并沒有加到上述的4個路徑的任何一個中，因此，執(zhí)行后會出現(xiàn)錯誤）

# ./hello

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

#

錯誤提示，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。有多種方法可以解決，

（1）我們將文件 libmyhello.so復制到目錄/usr/lib中，再試試。

# mv libmyhello.so /usr/lib

# ./hello

成功！

（2）既然連接器會搜尋LD_LIBRARY_PATH所指定的目錄，那么我們可以將這個環(huán)境變量設置成當前目錄：

先執(zhí)行：

export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)

再執(zhí)行：

./hello

成功！

（3）

執(zhí)行：  

ldconfig   /usr/zhsoft/lib     
       
      
  注:   當用戶在某個目錄下面創(chuàng)建或拷貝了一個動態(tài)鏈接庫,若想使其被系統(tǒng)共享,可以執(zhí)行一下"ldconfig   目錄名"這個命令.此命令的功能在于讓ldconfig將指定目錄下的動態(tài)鏈接庫被系統(tǒng)共享起來,意即:在緩存文件/etc/ld.so.cache中追加進指定目錄下的共享庫.本例讓系統(tǒng)共享了/usr/zhsoft/lib目錄下的動態(tài)鏈接庫.該命令會重建/etc/ld.so.cache文件

成功！

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下面的這個錯誤我沒有遇到，不過也記錄下，給遇到的人：

 {  這步后我沒有成功,報錯內(nèi)容如下：/hello: error while loading shared libraries: /usr/lib/libmyhello.so: cannot restore segment prot after reloc: Permission denied

google了一下，發(fā)現(xiàn)是SELinux搞的鬼，解決辦法有兩個：

1.
    chcon -t texrel_shlib_t   /usr/lib/libmyhello.so
    (chcon -t texrel_shlib_t "你不能share的庫的絕對路徑")

2.
    #vi /etc/sysconfig/selinux file
    或者用
    #gedit /etc/sysconfig/selinux file
    修改SELINUX=disabled
    重啟

}

#

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這也進一步說明了動態(tài)庫在程序運行時是需要的。

可以查看程序執(zhí)行時調用動態(tài)庫的過程：

# ldd hello
執(zhí)行 test,可以看到它是如何調用動態(tài)庫中的函數(shù)的。
[pin@localhost 20090505]$ ldd hello
        linux-gate.so.1 => (0x00110000)
        libmyhello.so => /usr/lib/libmyhello.so (0x00111000)
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00859000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x0083a000)

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 rcs 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.so都已經(jīng)生成，并都在當前目錄中。然后，我們運行gcc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權限的話，可以修改/etc/ld.so.conf文件，然后調用 /sbin/ldconfig來達到同樣的目的，不過如果沒有root權限，那么只能采用輸出LD_LIBRARY_PATH的方法了。

調用動態(tài)庫的時候有幾個問題會經(jīng)常碰到，有時，明明已經(jīng)將庫的頭文件所在目錄 通過 “-I” include進來了，庫所在文件通過 “-L”參數(shù)引導，并指定了“-l”的庫名，但通過ldd命令察看時，就是死活找不到你指定鏈接的so文件，這時你要作的就是通過修改 LD_LIBRARY_PATH或者/etc/ld.so.conf文件來指定動態(tài)庫的目錄。通常這樣做就可以解決庫無法鏈接的問題了。

靜態(tài)庫鏈接時搜索路徑順序：

1. ld會去找GCC命令中的參數(shù)-L

2. 再找gcc的環(huán)境變量LIBRARY_PATH

3. 再找內(nèi)定目錄 /lib /usr/lib /usr/local/lib 這是當初compile gcc時寫在程序內(nèi)的

動態(tài)鏈接時、執(zhí)行時搜索路徑順序:

1.  編譯目標代碼時指定的動態(tài)庫搜索路徑；

2.  環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH指定的動態(tài)庫搜索路徑；

3.  配置文件/etc/ld.so.conf中指定的動態(tài)庫搜索路徑；

4. 默認的動態(tài)庫搜索路徑/lib；

5. 默認的動態(tài)庫搜索路徑/usr/lib。

有關環(huán)境變量：

LIBRARY_PATH環(huán)境變量：指定程序靜態(tài)鏈接庫文件搜索路徑

LD_LIBRARY_PATH環(huán)境變量：指定程序動態(tài)鏈接庫文件搜索路徑