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連結、裝載、庫


庫有動態與靜態兩種,動態通常用.so 為字尾,靜態用.a 為字尾。 
例如:libhello.so libhello.a  為了在同一系統中使用不同版本的庫,可以在庫檔名後加
上版本號為字尾, 例如: libhello.so.1.0, 由於程式連線預設以.so 為檔案字尾名。所以為了
使用這些庫,通常使用建立符號連線的方式。 
ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1  
ln -s libhello.so.1 libhello.so  
1、使用庫 
當要使用靜態的程式庫時,聯結器會找出程式所需的函式,然後將它們拷貝到執行檔案,由
於這種拷貝是完整的,所以一旦連線成功,靜態程式庫也就不再需要了。然  而,對動態庫
而言,就不是這樣。動態庫會在執行程式內留下一個標記指明當程式執行時,首先必須載入
這個庫。由於動態庫節省空間,linux 下進行連線的預設操作是首先連線動態庫,也就是說,
如果同時存在靜態和動態庫,不特別指定的話,將與動態庫相連線。  現在假設有一個叫hello
的程式開發包,它提供一個靜態庫libhello.a  一個動態庫libhello.so, 一個頭檔案hello.h,
標頭檔案中提供sayhello() 這個函式  /* hello.h */ void sayhello();  另外還有一些說明文
檔。 
這一個典型的程式開發包結構  與動態庫連線 linux 預設的就是與動態庫連線,下面這段程
序testlib.c 使用hello庫中的sayhello() 函式 
/*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  
用如下命令連線:  $gcc testlib.o -lhello -o testlib  
連線時要注意,假設libhello.o  和libhello.a 都在預設的庫搜尋路徑下/usr/lib 下,如果在
其它位置要加上-L引數  與與靜態庫連線麻煩一些,主要是引數問題。還是上面的例子: 
$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello  
注:這個特別的"-WI,-Bstatic"引數,實際上是傳給了聯結器ld 。指示它與靜態庫連線,
如果系統中只有靜態庫當然就不需要這個引數了。  如果要和多個庫相連線,而每個庫的連
接方式不一樣,比如上面的程式既要和libhello 進行靜態連線,又要和libbye 進行動態連線,
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  為了讓執行程式順利找到動態庫,有三種方法: 
(1) 把庫拷貝到/usr/lib 和/lib 目錄下。 
(2) 在LD_LIBRARY_PATH環境變數中加上庫所在路徑。 
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檔案,把庫所在的路徑加到檔案末尾,並執行ldconfig 重新整理。這
樣,加入的目錄下的所有庫檔案都可見。  
3、檢視庫中的符號 
有時候可能需要檢視一個庫中到底有哪些函式,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: 
一種是在庫中被呼叫,但並沒有在庫中定義(表明需要其他庫支援),用U表示; 
一種是庫中定義的函式,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,但是並沒有在函式內定義,由此可以推斷,要正常使
用hello庫,必須有其它庫支援,再使用ldd 命令檢視hello依賴於哪些庫: 
$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檢視printf 最終在哪裡被定義,有興趣可以go on  

4、生成庫  
第一步要把原始碼編繹成目的碼。 
以下面的程式碼為例,生成上面用到的hello庫: 
/* hello.c */  
#include    
void sayhello()  

  printf("hello,world ");  

用gcc 編繹該檔案,在編繹時可以使用任何全法的編繹引數,例如-g加入除錯程式碼等: gcc
-c hello.c -o hello.o  
(1) 連線成靜態庫  連線成靜態庫使用ar命令,其實ar是archive 的意思 
$ar crv libhello.a hello.o  
(2) 連線成動態庫  生成動態庫用gcc 來完成,由於可能存在多個版本,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線: 
$ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1  
$ln -s libhello.so.1 libhello.so  
這樣一個libhello 的動態連線庫就生成了。最重要的是傳gcc -shared 引數使其生成是動態
庫而不是普通執行程式。 -Wl  表示後面的引數也就是-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 ,當聯結器發現它正在查詢的程式庫
中有這樣一個名稱,聯結器便會將soname 嵌入連結中的二進位制檔案內,而不是它正在執行
的實際檔名,在程式執行期間,程式會查詢擁有 soname名字的檔案,而不是庫的檔案
 
 
名,換句話說,soname 是庫的區分標誌。  這樣做的目的主要是允許系統中多個版本的庫
檔案共存,習慣上在命名庫檔案的時候通常與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