大龍的博客

關(guān)于linux動(dòng)態(tài)庫(kù)和靜態(tài)庫(kù)的使用

我們通常把一些公用函數(shù)制作成函數(shù)庫(kù)，供其它程序使用。函數(shù)庫(kù)分為靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)兩
種。靜態(tài)庫(kù)在程序編譯時(shí)會(huì)被連接到目標(biāo)代碼中，程序運(yùn)行時(shí)將不再需要該靜態(tài)庫(kù)。動(dòng)態(tài)
庫(kù)在程序編譯時(shí)并不會(huì)被連接到目標(biāo)代碼中，而是在程序運(yùn)行是才被載入，因此在程序運(yùn)
行時(shí)還需要?jiǎng)討B(tài)庫(kù)存在。本文主要通過(guò)舉例來(lái)說(shuō)明在Linux中如何創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)，以
及使用它們。

在創(chuàng)建函數(shù)庫(kù)前，我們先來(lái)準(zhǔn)備舉例用的源程序，并將函數(shù)庫(kù)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(jiàn)程序2)是函數(shù)庫(kù)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(jiàn)程序1)為該函數(shù)庫(kù)的頭文件。main.c(見(jiàn)程序3)為測(cè)試庫(kù)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(wú)論靜態(tài)庫(kù)，還是動(dòng)態(tài)庫(kù)，都是由.o文件創(chuàng)建的。因此，我們必須將源程序hello.c通過(guò)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(yùn)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(lái)看看如何創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)，以及使用它。

第3步：由.o文件創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)；

靜態(tài)庫(kù)文件名的命名規(guī)范是以lib為前綴，緊接著跟靜態(tài)庫(kù)名，擴(kuò)展名為.a。例如：我們將
創(chuàng)建的靜態(tài)庫(kù)名為myhello，則靜態(tài)庫(kù)文件名就是libmyhello.a。在創(chuàng)建和使用靜態(tài)庫(kù)時(shí)，
需要注意這點(diǎn)。創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)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(kù)文件libmyhello.a。

# ar crv libmyhello.a hello.o

#

我們同樣運(yùn)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(kù)；

靜態(tài)庫(kù)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(biāo)文件時(shí)指明靜態(tài)庫(kù)名，gcc將會(huì)從
靜態(tài)庫(kù)中將公用函數(shù)連接到目標(biāo)文件中。注意，gcc會(huì)在靜態(tài)庫(kù)名前加上前綴lib，然后追
加擴(kuò)展名.a得到的靜態(tài)庫(kù)文件名來(lái)查找靜態(tài)庫(kù)文件。

在程序3:main.c中，我們包含了靜態(tài)庫(kù)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(biāo)程序hello，然后運(yùn)行hello程序看看結(jié)果如何。

(# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello??) （這句是作者的注釋可以不用理）

#gcc main.c libmyhello.a -o main

# ./hello

Hello everyone! （這里估計(jì)是作者寫(xiě)錯(cuò)了，是# ./main)

#

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

# rm libmyhello.a

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

# ./hello （這里估計(jì)是作者寫(xiě)錯(cuò)了，是# ./main)

Hello everyone!

#

程序照常運(yùn)行，靜態(tài)庫(kù)中的公用函數(shù)已經(jīng)連接到目標(biāo)文件中了。

我們繼續(xù)看看如何在Linux中創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫(kù)。我們還是從.o文件開(kāi)始。

第5步：由.o文件創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫(kù)文件；

動(dòng)態(tài)庫(kù)文件名命名規(guī)范和靜態(tài)庫(kù)文件名命名規(guī)范類(lèi)似，也是在動(dòng)態(tài)庫(kù)名增加前綴lib，但其
文件擴(kuò)展名為.so。例如：我們將創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)庫(kù)名為myhello，則動(dòng)態(tài)庫(kù)文件名就是libmyh
ello.so。用gcc來(lái)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫(kù)。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到動(dòng)態(tài)庫(kù)文件libmyhello.so。

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

#

我們照樣使用ls命令看看動(dòng)態(tài)庫(kù)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(dòng)態(tài)庫(kù)；

在程序中使用動(dòng)態(tài)庫(kù)和使用靜態(tài)庫(kù)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(kù)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 shar
ed object file: No such file or directory

#

哦！出錯(cuò)了。快看看錯(cuò)誤提示，原來(lái)是找不到動(dòng)態(tài)庫(kù)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(kù)文件。若找到，則載入動(dòng)態(tài)庫(kù)，否則將提
示類(lèi)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 (這一步由于我用的不是root用戶，移動(dòng)時(shí)提示權(quán)限不夠，在這步前加條$su命令，取權(quán)限）

# ./hello

Hello everyone!

#

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

我們回過(guò)頭看看，發(fā)現(xiàn)使用靜態(tài)庫(kù)和使用動(dòng)態(tài)庫(kù)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(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)同名時(shí)，gcc命令會(huì)使用哪個(gè)庫(kù)文件呢？抱著對(duì)問(wèn)題必究到底的心情，
來(lái)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(lái)創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)文件libmyhello.a和動(dòng)態(tài)庫(kù)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(guò)上述最后一條ls命令，可以發(fā)現(xiàn)靜態(tài)庫(kù)文件libmyhello.a和動(dòng)態(tài)庫(kù)文件libmyhello.s
o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(lái)使用函數(shù)庫(kù)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 shar
ed 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(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)同名時(shí)， gcc命令將優(yōu)先使用動(dòng)
態(tài)庫(kù)。

Note:
編譯參數(shù)解析
最主要的是GCC命令行的一個(gè)選項(xiàng):
-shared 該選項(xiàng)指定生成動(dòng)態(tài)連接庫(kù)（讓連接器生成T類(lèi)型的導(dǎo)出符號(hào)表，有時(shí)候也生成弱連接W類(lèi)型的導(dǎo)出符號(hào)），不用該標(biāo)志外部程序無(wú)法連接。相當(dāng)于一個(gè)可執(zhí)行文件
l -fPIC：表示編譯為位置獨(dú)立的代碼，不用此選項(xiàng)的話編譯后的代碼是位置相關(guān)的所以動(dòng)態(tài)載入時(shí)是通過(guò)代碼拷貝的方式來(lái)滿足不同進(jìn)程的需要，而不能達(dá)到真正代碼段共享的目的。
l -L.：表示要連接的庫(kù)在當(dāng)前目錄中
l -ltest：編譯器查找動(dòng)態(tài)連接庫(kù)時(shí)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(lái)確定庫(kù)的名稱
l LD_LIBRARY_PATH：這個(gè)環(huán)境變量指示動(dòng)態(tài)連接器可以裝載動(dòng)態(tài)庫(kù)的路徑。
l 當(dāng)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(lái)達(dá)到同樣的目的，不過(guò)如果沒(méi)有root權(quán)限，那么只能采用輸出LD_LIBRARY_PATH的方法了。

調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)的時(shí)候有幾個(gè)問(wèn)題會(huì)經(jīng)常碰到，有時(shí)，明明已經(jīng)將庫(kù)的頭文件所在目錄 通過(guò) “-I” include進(jìn)來(lái)了，庫(kù)所在文件通過(guò) “-L”參數(shù)引導(dǎo)，并指定了“-l”的庫(kù)名，但通過(guò)ldd命令察看時(shí)，就是死活找不到你指定鏈接的so文件，這時(shí)你要作的就是通過(guò)修改 LD_LIBRARY_PATH或者/etc/ld.so.conf文件來(lái)指定動(dòng)態(tài)庫(kù)的目錄。通常這樣做就可以解決庫(kù)無(wú)法鏈接的問(wèn)題了。
[]

靜態(tài)庫(kù)鏈接時(shí)搜索路徑順序：

1.          ld會(huì)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(dāng)初compile gcc時(shí)寫(xiě)在程序內(nèi)的

l         動(dòng)態(tài)鏈接時(shí)、執(zhí)行時(shí)搜索路徑順序:

1.          編譯目標(biāo)代碼時(shí)指定的動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑；

2.          環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH指定的動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑；

3.          配置文件/etc/ld.so.conf中指定的動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑；

4.          默認(rèn)的動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑/lib；

5.          默認(rèn)的動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑/usr/lib。

有關(guān)環(huán)境變量：

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

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

posted on 2011-01-05 11:28 大龍 閱讀(1200) 評(píng)論(0)  編輯 收藏 引用