Linux下编译动态链接库与使用详解

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linux下库的简介

两种库

  1. 静态库
  2. 动态库 
    区别：在于代码被载入的时刻不同。静态库的代码在编译过程中已经被载入可执行程序，因此体积较大。共享库的代码是在可执行程序运行时才载入内存的，在编译过程中仅简单的引用，因此代码体积较小

库的存储位置和命名规范

存储：一般放在/usr/lib和/lib下 
命名规范： 
1. 静态库的名字一般为libxxxx.a，其中xxxx是该lib的名称 
2. 动态库的名字一般为libxxxx.so.major.minor，xxxx是该动态库的名称，major是主版本号， minor是副版本号

查看一个可执行程序依赖哪些库 
ldd命令可以查看一个可执行程序依赖的共享库

在新安装一个库之后如何让系统能够找到他 
如果安装在/lib或者/usr/lib下，那么ld默认能够找到，无需其他操作。 
如果安装在其他目录，需要将其添加到/etc/ld.so.cache文件中，步骤如下 
1. 编辑/etc/ld.so.conf文件，加入库文件所在目录的路径 
2. 运行ldconfig，该命令会重建/etc/ld.so.cache文件

编写动态链接库

头文件so.h 

#ifndef  SO_H #define  SO_H int add(int a, int b); #endif  /*SO_H*/

    
	
	
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实现文件so.c 

#include "so.h" int add(int a, int b)
{ return a + b;
}

    
	
	
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编译动态链接库

gcc -fPIC -c so.c //生成so.o 
gcc -shared -o libtest.so so.o 
(上面两行可以整合成一行：gcc so.c -fPIC -shared -o libtest.so) 
注：

  1. -fpic 使输出的对象模块是按照可重定位地址方式生成的(即与位置无关)。
  2. -shared指定把对应的源文件生成对应的动态链接库文件libtest.so文件 
    通过nm -g libtest.so可以看到，导出符号表中已经有add这个符号了： 
$ nm -g libtest.so 0000000000000670 T add 0000000000201030 B __bss_start
                 w __cxa_finalize@@GLIBC_2.2.5 0000000000201030 D _edata 0000000000201038 B _end 0000000000000684 T _fini
                 w __gmon_start__ 0000000000000540 T _init
                 w _ITM_deregisterTMCloneTable
                 w _ITM_registerTMCloneTable
                 w _Jv_RegisterClasses

    
	
	
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使用动态库

  1. 隐式链接(编译时链接) 
    编写主程序main.c： 
#include <stdio.h> #include "so.h" int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("%d\n", add(1, 2)); return 0;
}

    
	
	
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使用gcc main.c -L. -ltest -o test进行编译。

  • -L：添加库文件的搜索路径
  • -l：指定需要链接的库。该名称是处在头lib和后缀.so中的名称，如上动态库libtest.so的l参数为-l test

此时通过readelf test -d已经能看到生成的可执行文件test的Dynamic section里依赖libtest.so了 

$ readelf test -d

Dynamic section at offset 0xe18 contains 25 entries:
  Tag Type Name/Value 0x0000000000000001 (NEEDED) Shared library: [libtest.so] 0x0000000000000001 (NEEDED) Shared library: [libc.so.6]
......

    
	
	
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dynamic symbols中也有一个undefined symbol(add) 

$ nm -D test 
                 U add 0000000000601048 B __bss_start 0000000000601048 D _edata 0000000000601050 B _end 00000000004007b4 T _fini
                 w __gmon_start__ 0000000000400578 T _init
                 w _ITM_deregisterTMCloneTable
                 w _ITM_registerTMCloneTable
                 w _Jv_RegisterClasses
                 U __libc_start_main
                 U printf

    
	
	
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在执行隐式链接的程序之前要注意设置LD_LIBRARY_PATH环境变量，或者把前面生成的libtest.so复制到系统路径下，否则会找不到动态库。 

$ ./test 
./test: error while loading shared libraries: libtest.so: cannot open shared object file: No such file or directory

$ export LD_LIBRARY_PATH=.

$ ./test 3

    
	
	
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  1. 显式链接(运行时链接) 
    编写主程序dyn_main.c 
#include <stdio.h> #include <dlfcn.h> int main(int argc, char *argv[])
{
    void *dl = NULL; int (*add)(int a, int b);
    dl = dlopen( "./libtest.so", RTLD_LAZY); if( dl == NULL )
    { printf("so loading error.\n"); return 1;
    }
    add = (int(*)(int, int))dlsym(dl, "add"); if( dlerror() != NULL )
    { printf("fun load error.\n"); return 1;
    } printf("%d\n", add(1, 2)); return 0;
}

    
	
	
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使用gcc dyn_main.c -ldl -o dyn_test编译。

这时通过readelf dyn_test -d可以发现，dyn_test不依赖libtest.so： 

$ readelf dyn_test -d

Dynamic section at offset 0xe18 contains 25 entries:
  Tag Type Name/Value 0x0000000000000001 (NEEDED) Shared library: [libdl.so.2] 0x0000000000000001 (NEEDED) Shared library: [libc.so.6]
......

    
	
	
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dyn_test的dynamic symbols中也没有add： 

$ nm -D dyn_test 
                 U dlerror
                 U dlopen
                 U dlsym
                 w __gmon_start__
                 w _ITM_deregisterTMCloneTable
                 w _ITM_registerTMCloneTable
                 w _Jv_RegisterClasses
                 U __libc_start_main
                 U printf U puts

    
	
	
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运行程序也不需要设置LD_LIBRARY_PATH环境变量 

$ ./dyn_test 3

    
	
	
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