linux下庫文件編譯實踐

原創 Nicholas_yang0411 2020-06-21 04:17
linux下文件的類型是不依賴於其後綴名的，但一般來講：
.o,是目標文件,相當於windows中的.obj文件
.so 爲共享庫,是shared object,用於動態連接的,和dll差不多
.a爲靜態庫,是好多個.o合在一起,用於靜態連接
.la爲libtool自動生成的一些共享庫，主要記錄了一些配置信息。
 
1.創建靜態.o庫文件和.a庫文件

[root@localhost study]# mkdir libtest
[root@localhost study]# ls
cc.c  hello  hello1  hello2  libtest
[root@localhost study]# cd libtest/
[root@localhost libtest]# pwd
/home/a/study/libtest
[root@localhost libtest]# vim mylib.c
[root@localhost libtest]# vim mylib.h
[root@localhost libtest]# ls
mylib.c  mylib.h 
[root@localhost libtest]# cat mylib.c
#include 
void hello()
{ 
        printf("This is my lib.\n");
}
[root@localhost libtest]# cat mylib.h
extern void hello();
[root@localhost libtest]# vim test.c
[root@localhost libtest]# ls
mylib.c  mylib.h  test.c
[root@localhost libtest]# cat test.c
#include "mylib.h"
int  main()
{
        hello();
        return 0;
}
 
[root@localhost libtest]# gcc -Wall -g -c -o mylib.o mylib.c
[root@localhost libtest]# ls
mylib.c  mylib.h  mylib.o  test.c
[root@localhost libtest]# ar rcs mylib.a mylib.o
[root@localhost libtest]# gcc -Wall -g -c test.c -o test.o
[root@localhost libtest]# ls
mylib.a  mylib.c  mylib.h  mylib.o  test.c  test.o
[root@localhost libtest]# gcc -g -o test test.o -L. -lmylib
/usr/bin/ld: cannot find -lmylib
collect2: ld 返回 1
[root@localhost libtest]# ls
mylib.a  mylib.c  mylib.h  mylib.o  test.c  test.o
名字要以lib開頭，所以，:-)
[root@localhost libtest]# mv mylib.a libmylib.a
[root@localhost libtest]# ls
libmylib.a  mylib.c  mylib.h  mylib.o  test.c  test.o
[root@localhost libtest]# gcc -g -o test test.o -L. -lmylib
[root@localhost libtest]# ls
libmylib.a  mylib.c  mylib.h  mylib.o  test  test.c  test.o
[root@localhost libtest]# ./test
This is my lib.
[root@localhost libtest]#
 
 
2.動態鏈接庫*.so文件
                                      

（1）、動態庫的編譯

[root@localhost study]# ls
cc.c  hello  hello1  hello2  libtest
[root@localhost study]# mkdir sharelib
[root@localhost study]# ls
cc.c  hello  hello1  hello2  libtest  sharelib
[root@localhost study]# cd sharelib/
[root@localhost sharelib]# vim so_test.h
[root@localhost sharelib]# cat so_test.h 
extern void test_a();
extern void test_b();
extern void test_c();
[root@localhost sharelib]# vim test_a.c
[root@localhost sharelib]# vim test_b.c 
[root@localhost sharelib]# vim test_c.c 
[root@localhost sharelib]# cat test_a.c 
#include 
#include "so_test.h"
void test_a()
{
        printf("This is in test_a...\n");
}
[root@localhost sharelib]# cat test_b.c 
#include 
#include "so_test.h"
void test_b()
{
        printf("This is in test_b...\n");
}
[root@localhost sharelib]# cat test_c.c 
#include 
#include "so_test.h"
void test_c()
{
        printf("This is in test_c...\n");
}
 
[root@localhost sharelib]# gcc test_a.c test_b.c test_c.c -fPIC -shared -o libtest.so
[root@localhost sharelib]# ls
libtest.so  so_test.h  test_a.c  test_b.c  test_c.c
[root@localhost sharelib]# vim test.c
[root@localhost sharelib]#cat test.c
#include "so_test.h"
int main()
{
        test_a();
        test_b();
        test_c();
        return 0;
}

[root@localhost sharelib]# gcc test.c -L. -ltest -o test
[root@localhost sharelib]# ls
libtest.so  so_test.h  test  test_a.c  test_b.c  test.c  test_c.c
[root@localhost sharelib]# ldd test
        linux-gate.so.1 =>  (0x00c3b000)
        libtest.so => not found
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00ad9000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x00abc000)
[root@localhost sharelib]# ./test
./test: error while loading shared libraries: libtest.so: cannot open shared object file: No such file or directory
[root@localhost sharelib]# ls
libtest.so  so_test.h  test  test_a.c  test_b.c  test.c  test_c.c
[root@localhost sharelib]#cp libtest.so /lib/
[root@localhost sharelib]# ldconfig
[root@localhost sharelib]# ldd test
        linux-gate.so.1 =>  (0x007b7000)
        libtest.so => /lib/libtest.so (0x007cf000)
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00ad9000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x00abc000)
[root@localhost sharelib]# ./test 
This is in test_a...
This is in test_b...
This is in test_c...
 
（2）、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），不用該標誌外部程序無法連接。相當於一個可執行文件

-fPIC：表示編譯爲位置獨立的代碼，不用此選項的話編譯後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.：表示要連接的庫在當前目錄中

-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，後面加上.so來確定庫的名稱


 
（3）、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，並指定了“-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。其實編譯鏈接上了共享庫不代表執行時可以找到。所以“-L”什麼的對執行沒有用，你需要指明共享庫的路徑。方法有三個：
a.修改 LD_LIBRARY_PATH，指明共享庫的路徑。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。在終端下使用如下命令：
[root@localhost sharelib]# export LD_LIBRARY_PATH = .
[root@localhost sharelib]# export LD_LIBRARY_PATH = your
lib dir
export不加也行，:-)。
b.通過/etc/ld.so.conf文件來指定動態庫的目錄。然後運行ldconfig命令更新搜索共享庫的路徑。通常這樣做就可以解決庫無法鏈接的問題了。此法一勞永逸。
c.或者把庫文件拷貝到/lib下，然後ldconfig，肯定就行了。:-)。這個方法有的取巧，且破壞原庫文件的純潔性，不應是首先方法。
 
當然修改/etc/ld.so.conf文件，然後調用 /sbin/ldconfig需要有root權限，如果沒有root權限，那麼只能採用輸出LD_LIBRARY_PATH的方法了。
 

 

3.相應的makefile的編寫

makefile裏怎麼正確的編譯和連接生成.so庫文件，其他程序的makefile裏面又是如何編譯和連接才能調用這個庫文件裏的函數的呢？我們用下面的實例予以說明。當然上邊的abc都是方法了。我們着重看一下makefile的寫法，:-)。

[root@localhost sharelib2]#pwd
/home/a/study/sharelib2
[root@localhost sharelib2]# ls
so_test.h  test_a.c  test_b.c  test.c  test_c.c
[root@localhost sharelib2]# vim Makefile

[root@localhost sharelib2]# cat Makefile 

CC=gcc
CFLAGS=-Wall -g -fPIC

all:libtest.so test
libtest.so:test_a.c test_b.c test_c.c
        $(CC) $(CFLAGS) -shared  $? -o $@
test:test.c
        $(CC) $(CFLAGS) -L. -ltest   $? -o $@

.PHONE:clean
clean:
        -rm *.so
        -rm test
[root@localhost sharelib2]# ls
Makefile  so_test.h  test_a.c  test_b.c  test.c  test_c.c
[root@localhost sharelib2]# make
gcc -Wall -g -fPIC -shared  test_a.c test_b.c test_c.c -o libtest.so
gcc -Wall -g -fPIC -L. -ltest   test.c -o test
[root@localhost sharelib2]# ls
libtest.so  Makefile  so_test.h  test  test_a.c  test_b.c  test.c  test_c.c
[root@localhost sharelib2]# ldd test
        linux-gate.so.1 =>  (0x004d2000)
        libtest.so => not found
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00ad9000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x00abc000)
[root@localhost sharelib2]# LD_LIBRARY_PATH=.
[root@localhost sharelib2]# ldd test
        linux-gate.so.1 =>  (0x00384000)
        libtest.so => ./libtest.so (0x00a19000)
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00ad9000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x00abc000)
[root@localhost sharelib2]# ./test 
This is in test_a...
This is in test_b...
This is in test_c...
[root@localhost sharelib2]#

編譯目標文件時使用gcc的-fPIC選項，產生與位置無關的代碼並能被加載到任何地址；
使用gcc的-shared和-soname選項；
使用gcc的-Wl選項把參數傳遞給連接器ld；
使用gcc的-l選項顯示的連接C庫，以保證可以得到所需的啓動（startup）代碼，從而避免程序在使用不同的，可能不兼容版本的C庫的系統上不能啓動執行。
gcc –g –shared –Wl,-soname,libtest.so –o libtest.so.1.0.0 libtest.o –lc
在MAKEFILE中：
$@
    表示規則中的目標文件集。在模式規則中，如果有多個目標，那麼，"$@"就是匹配於目標中模式定義的集合。
$%
    僅當目標是函數庫文件中，表示規則中的目標成員名。例如，如果一個目標是"foo.a(bar.o)"，那麼，"$%"就是"bar.o"，"$@"就是 "foo.a"。如果目標不是函數庫文件（Unix下是[.a]，Windows下是[.lib]），那麼，其值爲空。
$<
    依賴目標中的第一個目標名字。如果依賴目標是以模式（即"%"）定義的，那麼"$<"將是符合模式的一系列的文件集。注意，其是一個一個取出來的。
$?
    所有比目標新的依賴目標的集合。以空格分隔。
$^
    所有的依賴目標的集合。以空格分隔。如果在依賴目標中有多個重複的，那個這個變量會去除重複的依賴目標，只保留一份。

要生成.so文件，cc要帶-shared 參數；要調用.so的文件，比如libfunc.so,可以在cc命令最後加上-lfunc，還要視情況加上 -L/usr/xxx 指出libfunc.so的路徑；這樣，在你要編譯的源文件中就可以調用libfunc.so這個庫文件的函數.
 

4.動態加載

[root@localhost sharelib2]# ls
libtest.so  Makefile  so_test.h  test  test_a.c  test_b.c  test.c  test_c.c
[root@localhost sharelib2]# vim dynamic.c
[root@localhost sharelib2]# cat dynamic.c 
#include 
#include 
#include 
typedef void (*simple_demo_funct)(void);
int main()
{
        const char * error;
        void * module;
        simple_demo_funct demo_function;
        module = dlopen("libtest.so",RTLD_LAZY);
        if(!module)
        {
                printf("Could not open libtest.so:%s\n",dlerror());
                exit(1);
        }
        dlerror();
        demo_function = dlsym(module, "test_a");
        if((error = dlerror()) != NULL)
        {
                printf("Couldn't find test_a:%s\n",error);
                exit(1);
        }
        (*demo_function)();
        dlclose(module);
        return 0;
}
[root@localhost sharelib2]# gcc -Wall -g -c dynamic.c 
[root@localhost sharelib2]# ls
dynamic.c  libtest.so  so_test.h  test_a.c  test.c
dynamic.o  Makefile    test       test_b.c  test_c.c
[root@localhost sharelib2]# gcc -g -o dynamic dynamic.o -ldl
[root@localhost sharelib2]# ls
dynamic    dynamic.o   Makefile   test      test_b.c  test_c.c
dynamic.c  libtest.so  so_test.h  test_a.c  test.c
[root@localhost sharelib2]# ldd dynamic
        linux-gate.so.1 =>  (0x00a87000)
        libdl.so.2 => /lib/libdl.so.2 (0x00c41000)
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00ad9000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x00abc000)
[root@localhost sharelib2]# ./dynamic 
This is in test_a...
[root@localhost sharelib2]#

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