linux靜態庫和動態庫分析

　　第6步：在程序中使用動態庫;

　　在程序中使用動態庫和使用靜態庫完全一樣，也是在使用到這些公用函數的源程序中包含這些公用函數的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標文件時指明動態庫名進行編譯。我們先運行gcc命令生成目標文件，再運行它看看結果。

　　# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

　　# ./hello

　　./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared 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庫文件。若找到，則載入動態庫，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: error while loading shared libraries: /usr/lib/libhello.so: cannot restore segment prot after reloc: Permission denied

　　由于SELinux引起，

　　# chcon -t texrel_shlib_t /usr/lib/libhello.so

　　# ./hello

　　Hello everyone!

　　#

　　成功了。這也進一步說明了動態庫在程序運行時是需要的。

　　我們回過頭看看，發現使用靜態庫和使用動態庫編譯成目標程序使用的gcc命令完全一樣，那當靜態庫和動態庫同名時，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。

　　# rm -f hello hello.o /usr/lib/libmyhello.so

　　# ls

　　hello.c hello.h main.c

　　#

　　在來創建靜態庫文件libmyhello.a和動態庫文件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，可以發現靜態庫文件libmyhello.a和動態庫文件libmyhello.so都已經生成，并都在當前目錄中。然后，我們運行gcc命令來使用函數庫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 shared object file: No such file or directory

　　#

　　從程序hello運行的結果中很容易知道，當靜態庫和動態庫同名時， gcc命令將優先使用動態庫。

　　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

　　1、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 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

　　#include

　　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

　　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

　　2、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。

　　3、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文提到的hello庫中是否定義了 printf():

　　$nm libhello.so |grep printf U

　　其中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

　　4、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

　　void sayhello()

　　{

　　printf(hello,world );

　　}

　　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。(發布者：chiying)