關于linux動態庫和靜態庫的使用

我們通常把一些公用函數制作成函數庫，供其它程序使用。函數庫分為靜態庫和動態庫兩
種。靜態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庫。動態
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
行時還需要動態庫存在。本文主要通過舉例來說明在Linux中如何創建靜態庫和動態庫，以
及使用它們。

在創建函數庫前，我們先來準備舉例用的源程序，并將函數庫的源程序編譯成.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)是函數庫的源程序，其中包含公用函數hello，該函數將在屏幕上輸出"
Hello XXX!"。hello.h(見程序1)為該函數庫的頭文件。main.c(見程序3)為測試庫文件的
主程序，在主程序中調用了公用函數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；

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

在系統提示符下鍵入以下命令得到hello.o文件。

# gcc -c hello.c

#

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。

下面我們先來看看如何創建靜態庫，以及使用它。

第3步：由.o文件創建靜態庫；

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

在系統提示符下鍵入以下命令將創建靜態庫文件libmyhello.a。

# ar crv 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。

第4步：在程序中使用靜態庫；

靜態庫制作完了，如何使用它內部的函數呢？只需要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靜態庫名，gcc將會從
靜態庫中將公用函數連接到目標文件中。注意，gcc會在靜態庫名前加上前綴lib，然后追
加擴展名.a得到的靜態庫文件名來查找靜態庫文件。

在程序3:main.c中，我們包含了靜態庫的頭文件hello.h，然后在主程序main中直接調用公
用函數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 -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! （這里估計是作者寫錯了，是# ./main)

#

我們刪除靜態庫文件試試公用函數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 （這里估計是作者寫錯了，是# ./main)

Hello everyone!

#

程序照常運行，靜態庫中的公用函數已經連接到目標文件中了。

我們繼續看看如何在Linux中創建動態庫。我們還是從.o文件開始。

第5步：由.o文件創建動態庫文件；

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

在系統提示符下鍵入以下命令得到動態庫文件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 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 (這一步由于我用的不是root用戶，移動時提示權限不夠，在這步前加條$su命令，取權限）

# ./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.s
o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 shar
ed object file: No such file or directory

#

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

Note:
編譯參數解析
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：編譯器查找動態連接庫時有隱含的命名規則，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：這個環境變量指示動態連接器可以裝載動態庫的路徑。
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。

調用動態庫的時候有幾個問題會經常碰到，有時，明明已經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。
[]

靜態庫鏈接時搜索路徑順序：

1.          ld會去找GCC命令中的參數-L

2.          再找gcc的環境變量LIBRARY_PATH

3.          再找內定目錄 /lib /usr/lib /usr/local/lib 這是當初compile gcc時寫在程序內的

l         動態鏈接時、執行時搜索路徑順序:

1.          編譯目標代碼時指定的動態庫搜索路徑；

2.          環境變量LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜索路徑；

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

4.          默認的動態庫搜索路徑/lib；

5.          默認的動態庫搜索路徑/usr/lib。

有關環境變量：

LIBRARY_PATH環境變量：指定程序靜態鏈接庫文件搜索路徑

LD_LIBRARY_PATH環境變量：指定程序動態鏈接庫文件搜索路徑

posted on 2011-01-05 11:28 大龍 閱讀(1205) 評論(0)  編輯 收藏 引用