LINUX库的使用与生成

作者：basten  出处：Unix爱好者家园unix-cd.com 

使用和生成库 
基本概念 

库有动态与静态两种，动态通常用.so为后缀，静态用.a为后缀。例如：libhello.so libhello.a 

为了在同一系统中使用不同版本的库，可以在库文件名后加上版本号为后缀,例如： libhello.so.1.0,由于程序连接默认以.so为文件后缀名。所以为了使用这些库，通常使用建立符号连接的方式。 
ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1 
ln -s libhello.so.1 libhello.so 

使用库 

当要使用静态的程序库时，连接器会找出程序所需的函数，然后将它们拷贝到执行文件，由于这种拷贝是完整的，所以一旦连接成功，静态程序库也就不再需要了。然而，对动态库而言，就不是这样。动态库会在执行程序内留下一个标记‘指明当程序执行时，首先必须载入这个库。由于动态库节省空间，linux下进行连接的缺省操作是首先连接动态库，也就是说，如果同时存在静态和动态库，不特别指定的话，将与动态库相连接。 
现在假设有一个叫hello的程序开发包，它提供一个静态库libhello.a 一个动态库libhello.so,一个头文件hello.h,头文件中提供sayhello()这个函数 
/* hello.h */ 
void sayhello(); 
另外还有一些说明文档。这一个典型的程序开发包结构 
1.与动态库连接 
linux默认的就是与动态库连接，下面这段程序testlib.c使用hello库中的sayhello()函数 

/*testlib.c*/ 
#include  
#include  

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

使用如下命令进行编译 
$gcc -c testlib.c -o testlib.o 
用如下命令连接： 
$gcc testlib.o -lhello -o testlib 
在连接时要注意，假设libhello.o 和libhello.a都在缺省的库搜索路径下/usr/lib下，如果在其它位置要加上-L参数 
与与静态库连接麻烦一些，主要是参数问题。还是上面的例子： 
$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello 
注：这个特别的"-WI，-Bstatic"参数，实际上是传给了连接器ld. 
指示它与静态库连接，如果系统中只有静态库当然就不需要这个参数了。 
如果要和多个库相连接，而每个库的连接方式不一样，比如上面的程序既要和libhello进行静态连接，又要和libbye进行动态连接，其命令应为： 
$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello -WI,-Bdynamic -lbye 
3.动态库的路径问题 
为了让执行程序顺利找到动态库，有三种方法： 
(1)把库拷贝到/usr/lib和/lib目录下。 
(2)在LD_LIBRARY_PATH环境变量中加上库所在路径。例如动态库libhello.so在/home/ting/lib目录下，以bash为例，使用命令： 
$export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/ting/lib 
(3) 修改/etc/ld.so.conf文件，把库所在的路径加到文件末尾，并执行ldconfig刷新。这样，加入的目录下的所有库文件都可见、 

4.查看库中的符号 
有时候可能需要查看一个库中到底有哪些函数，nm命令可以打印出库中的涉及到的所有符号。库既可以是静态的也可以是动态的。nm列出的符号有很多，常见的有三种，一种是在库中被调用，但并没有在库中定义(表明需要其他库支持)，用U表示；一种是库中定义的函数，用T表示，这是最常见的；另外一种是所谓的“弱态”符号，它们虽然在库中被定义，但是可能被其他库中的同名符号覆盖，用W表示。例如，假设开发者希望知道上央提到的hello库中是否定义了 printf(): 
$nm libhello.so |grep printf 
U printf 
U表示符号printf被引用，但是并没有在函数内定义，由此可以推断，要正常使用hello库，必须有其它库支持，再使用ldd命令查看hello依赖于哪些库： 
$ldd hello 
libc.so.6=>/lib/libc.so.6(0x400la000) 
/lib/ld-linux.so.2=>/lib/ld-linux.so.2 (0x40000000) 
从上面的结果可以继续查看printf最终在哪里被定义，有兴趣可以go on 


生成库 

第一步要把源代码编绎成目标代码。以下面的代码为例，生成上面用到的hello库： 
/* hello.c */ 
#include  
void sayhello() 
{ 
printf("hello,world\n"); 
} 
用gcc编绎该文件，在编绎时可以使用任何全法的编绎参数，例如-g加入调试代码等： 
gcc -c hello.c -o hello.o 

1.连接成静态库 
连接成静态库使用ar命令，其实ar是archive的意思 
$ar cqs libhello.a hello.o 
2.连接成动态库 
生成动态库用gcc来完成，由于可能存在多个版本，因此通常指定版本号： 
$gcc -shared -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.0 hello.o 
另外再建立两个符号连接： 
$ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1 
$ln -s libhello.so.1 libhello.so 
这样一个libhello的动态连接库就生成了。最重要的是传gcc -shared 参数使其生成是动态库而不是普通执行程序。 
-Wl 表示后面的参数也就是-soname,libhello.so.1直接传给连接器ld进行处理。实际上，每一个库都有一个soname，当连接器发现它正在查找的程序库中有这样一个名称，连接器便会将soname嵌入连结中的二进制文件内，而不是它正在运行的实际文件名，在程序执行期间，程序会查找拥有 soname名字的文件，而不是库的文件名，换句话说，soname是库的区分标志。 
这样做的目的主要是允许系统中多个版本的库文件共存，习惯上在命名库文件的时候通常与soname相同 
libxxxx.so.major.minor 
其中，xxxx是库的名字，major是主版本号，minor 是次版本号