Linux的动态连接库

一.              动态链接库的原理及使用
动态链接库是一种通用的软件组件技术，是多种操作系统中提供基本服务的方式。比如Win32内核就是3个DLL文件构成。这种技术在Linux操作系统下也有对应的实现，就是Linux标准对象Standard Ojbect，对应的文件扩展名为.so。
大家对Windows操作系统中的DLL文件一定十分熟悉，其实这种软件组件化的方法在Linux中也可以实现。其实插件和 DLL 通常是用来无须编写整个新应用程序而添加功能的极好方法，一般来讲，在不更改原有应用程序的情况下，插件为现有应用程序提供新功能。Linux环境下甚至做的更好。

Linux提供4个库函数、一个头文件dlfcn.h以及两个共享库（静态库libdl.a和动态库libdl.so）支持动态链接。

?         dlopen：打开动态共享目标文件并将其映射到内存中，返回其首地址

?         dlsym：返回锁请求的入口点的指针

?         dlerror：返回NULL或者指向描述最近错误的字符串

?         dlclose：关闭动态共享文件

函数dlopen需要在文件系统中查找目标文件并为之创建句柄。有四种方法指定目标文件的位置：

?         绝对路径

?         在环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的目录中

?         在/etc/ld.so.cache中指定的库列表中

?         在/usr/lib或者/lib中

下面举一个例子。

主程序文件hello.c：

#include

#include

 

void* slib=0;

void (*func)(char*);

const char* hError;

 

int main(int argc,char* argv[])

{

    slib=dlopen("./slib.so",RTLD_LAZY);

    hError=dlerror();

    if (hError)

    {

        printf("dlopen Error!\n");

        return 1;

    }

    func=dlsym(slib,"func");

    hError=dlerror();

    if (hError)

{

dlclose(slib);

        printf("dlsym Error!\n");

        return 1;

    }

    func("How do you do?\n");

    dlclose(slib);

    hError=dlerror();

    if (hError)

    {

        printf("dlclose Error!\n");

        return 1;

    }

    return 0;

}
 

 

函数dlopen的第二个参数有两种选择：

?         RTLD_LAZY：推迟解析DLL中的外部引用，直到DLL被执行

?         RTLD_NOW：在返回之前解析所有的外部引用

以下是DLL文件源码slib.c：

int func(char* msg)

{

    printf("func be Executed!\n");

    printf(msg);

    return 0;

}
 

 

是不是很简单？

源代码写好后，在编译和链接时有点复杂。为此，我们编写了一个makefile：

all:hello slib.so

hello:

       gcc -o hello hello.c -ldl

slib.so:slib.o

       gcc -shared -lc -o slib.so slib.o

slib.o:

       gcc -c -fpic slib.c
 

 

生成这个程序需要三步：

?         将DLL编译为位置无代码

?         创建DLL共享目标文件

?         编译主程序并与DLL相链接

编译slib.c时，使用了-fpic或者-fPIC选项，使生成的代码是位置无关的，因为重建共享目标库需要位置无关，并且这类代码支持大的偏移。

创建DLL共享目标文件时使用了-shared选项，该选项产生适合动态链接的共享目标文件slib.so。

生成主程序时，使用-ldl选项，这是链接选项，即主程序中的部分符号为动态链接库中的符号，也就是说，在运行时需要到dll文件中才能够解决引用。

 

二.              通用类型的动态函数库的建立

Linux操作系统和各种软件包为软件开发人员提供了很多的动态函数库文件。但是一般情况下这些库还不能满足用户的所有需求。开发人员会根据自己的需要编写很多的函数。对于这些函数，如果总是将源文件与调用它们的程序链接起来，虽然也可以，但是，缺点是显然的。下面就将它们加入动态函数库中。

在Linux中，建立动态函数库不需要额外的工具，只需要gcc就可以了。

通过ldd命令可以很方便的察看程序用到了哪些库。

下面通过一个简单的例子说明动态函数库的建立过程。

文件mylib.c是函数库的源程序文件，内容如下：

 

int myadd(int a1, int a2)

{

return a1+a2;

}
 

 

文件testlib.c是测试程序的源程序文件：

#incoude

extern int myadd(int, int);

int main()

{

    printf(“%d\n”,myadd(1, 2));

    return 0;

}
 

 

下面给出makefile的内容：

 

 

all:libmylib.so.1.0 testlib

 

libmylib.so.1.0 : mylib.o

       ld –m elf_i386 –shared –soname libmylib.so.1 –o libmylib.so.1.0 mylib.o

       ln –sf libmylib.so.1.0 libmylib.so.1

       ln –sf libmylib.so.1 libmylib.so

 

testlib : testlib.c

       gcc –Wall –O2 –L. –lmylib –o testlib testlib.c

 

mylib.o : mylib.c

       gcc –c –Wall –O2 –fPIC –o mylib.o mylib.c

 

clean :

       -rm –f libmylib.so* testlib *.o

 
 

 

在Linux的shell中输入make命令，动态函数库libmylib.so.1.0和它的测试程序就生成了。运行./testlib试试看。

如果你不走运的话，系统会提示找不到libmylib.so.1动态函数库，因为系统认为没有这样的文件或目录。不要慌。你可能需要使用LD_LIBRARY_PATH环境变量。

[root@localhost home]export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH

再运行一次测试程序吧。