[轉]Linux下使用和生成庫

基本概念

庫有動態與靜態兩種，動態通常用.so為后綴，靜態用.a為后綴。例如：libhello.so libhello.a

為了在同一系統中使用不同版本的庫，可以在庫文件名后加上版本號為后綴,例如： libhello.so.1.0,由于程序連接默認以.so為文件后綴名。所以為了使用這些庫，通常使用建立符號連接的方式。
ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1
ln -s libhello.so.1 libhello.so

使用庫

當要使用靜態的程序庫時，連接器會找出程序所需的函數，然后將它們拷貝到執行文件，由于這種拷貝是完整的，所以一旦連接成功，靜態程序庫也就不再需要了。然而，對動態庫而言，就不是這樣。動態庫會在執行程序內留下一個標記‘指明當程序執行時，首先必須載入這個庫。由于動態庫節省空間，linux下進行連接的缺省操作是首先連接動態庫，也就是說，如果同時存在靜態和動態庫，不特別指定的話，將與動態庫相連接。
現在假設有一個叫hello的程序開發包，它提供一個靜態庫libhello.a 一個動態庫libhello.so,一個頭文件hello.h,頭文件中提供sayhello()這個函數
/* hello.h */
void sayhello();
另外還有一些說明文檔。這一個典型的程序開發包結構
1.與動態庫連接
linux默認的就是與動態庫連接，下面這段程序testlib.c使用hello庫中的sayhello()函數

/*testlib.c*/
#include <hello.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
sayhello();
return 0;
}

使用如下命令進行編譯
$gcc -c testlib.c -o testlib.o
用如下命令連接：
$gcc testlib.o -lhello -o testlib
在連接時要注意，假設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
與與靜態庫連接麻煩一些，主要是參數問題。還是上面的例子：
$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello
注：這個特別的"-WI，-Bstatic"參數，實際上是傳給了連接器ld.
指示它與靜態庫連接，如果系統中只有靜態庫當然就不需要這個參數了。
如果要和多個庫相連接，而每個庫的連接方式不一樣，比如上面的程序既要和libhello進行靜態連接，又要和libbye進行動態連接，其命令應為：
$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello -WI,-Bdynamic -lbye
3.動態庫的路徑問題
為了讓執行程序順利找到動態庫，有三種方法：
(1)把庫拷貝到/usr/lib和/lib目錄下。
(2)在LD_LIBRARY_PATH環境變量中加上庫所在路徑。例如動態庫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，并執行ldconfig刷新。這樣，加入的目錄下的所有庫文件都可見、
4.查看庫中的符號
有時候可能需要查看一個庫中到底有哪些函數，nm命令可以打印出庫中的涉及到的所有符號。庫既可以是靜態的也可以是動態的。nm列出的符號有很多，常見的有三種，一種是在庫中被調用，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，用T表示，這是最常見的；另外一種是所謂的“弱態”符號，它們雖然在庫中被定義，但是可能被其他庫中的同名符號覆蓋，用W表示。例如，假設開發者希望知道上央提到的hello庫中是否定義了printf():
$nm libhello.so |grep printf
U printf
U表示符號printf被引用，但是并沒有在函數內定義，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)
從上面的結果可以繼續查看printf最終在哪里被定義，有興趣可以go on

生成庫

第一步要把源代碼編繹成目標代碼。以下面的代碼為例，生成上面用到的hello庫：
/* hello.c */
#include <stdio.h>
void sayhello()
{
printf("hello,world\n");
}
用gcc編繹該文件，在編繹時可以使用任何全法的編繹參數，例如-g加入調試代碼等：
gcc -c hello.c -o hello.o

1.連接成靜態庫
連接成靜態庫使用ar命令，其實ar是archive的意思
$ar cqs libhello.a hello.o
2.連接成動態庫
生成動態庫用gcc來完成，由于可能存在多個版本，因此通常指定版本號：
$gcc -shared -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.0 hello.o
另外再建立兩個符號連接：
$ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1
$ln -s libhello.so.1 libhello.so
這樣一個libhello的動態連接庫就生成了。最重要的是傳gcc -shared 參數使其生成是動態庫而不是普通執行程序。
-Wl 表示后面的參數也就是-soname,libhello.so.1直接傳給連接器ld進行處理。實際上，每一個庫都有一個soname，當連接器發現它正在查找的程序庫中有這樣一個名稱，連接器便會將soname嵌入連結中的二進制文件內，而不是它正在運行的實際文件名，在程序執行期間，程序會查找擁有soname名字的文件，而不是庫的文件名，換句話說，soname是庫的區分標志。
這樣做的目的主要是允許系統中多個版本的庫文件共存，習慣上在命名庫文件的時候通常與soname相同
libxxxx.so.major.minor
其中，xxxx是庫的名字，major是主版本號，minor 是次版本號