动态链接库so的编译与使用.docx

1、动态链接库so的编译与使用动态链接库*.so的编译与使用- - 动态库*.so在linux下用c和c+编程时经常会碰到，最近在网站找了几篇文章介绍动态库的编译和链接，总算搞懂了这个之前一直不太了解得东东，这里做个笔记，也为其它正为动态库链接库而苦恼的兄弟们提供一点帮助。1、动态库的编译下面通过一个例子来介绍如何生成一个动态库。这里有一个头文件：so_test.h，三个.c文件：test_a.c、test_b.c、test_c.c，我们将这几个文件编译成一个动态库：libtest.so。so_test.h：#include #include void test_a();void test_b()

2、;void test_c();test_a.c：#include so_test.hvoid test_a() printf(this is in test_a.n);test_b.c：#include so_test.hvoid test_b() printf(this is in test_b.n);test_c.c：#include so_test.hvoid test_c() printf(this is in test_c.n);将这几个文件编译成一个动态库：libtest.so$ gcc test_a.c test_b.c test_c.c -fPIC -shared -o lib

3、test.so2、动态库的链接在1、中，我们已经成功生成了一个自己的动态链接库libtest.so，下面我们通过一个程序来调用这个库里的函数。程序的源文件为：test.c。test.c：#include so_test.hint main() test_a(); test_b(); test_c(); return 0;l 将test.c与动态库libtest.so链接生成执行文件test：$ gcc test.c -L. -ltest -o testl 测试是否动态连接，如果列出libtest.so，那么应该是连接正常了$ ldd test./test 执行test，可以看到它是如何调用动态

4、库中的函数的。3、编译参数解析最主要的是GCC命令行的一个选项: -shared 该选项指定生成动态连接库（让连接器生成T类型的导出符号表，有时候也生成弱连接W类型的导出符号），不用该标志外部程序无法连接。相当于一个可执行文件l -fPIC：表示编译为位置独立的代码，不用此选项的话编译后的代码是位置相关的所以动态载入时是通过代码拷贝的方式来满足不同进程的需要，而不能达到真正代码段共享的目的。l -L.：表示要连接的库在当前目录中l -ltest：编译器查找动态连接库时有隐含的命名规则，即在给出的名字前面加上lib，后面加上.so来确定库的名称l LD_LIBRARY_PATH：这个环境变量指示

5、动态连接器可以装载动态库的路径。l 当然如果有root权限的话，可以修改/etc/ld.so.conf文件，然后调用 /sbin/ldconfig来达到同样的目的，不过如果没有root权限，那么只能采用输出LD_LIBRARY_PATH的方法了。4、注意 调用动态库的时候有几个问题会经常碰到，有时，明明已经将库的头文件所在目录 通过 “-I” include进来了，库所在文件通过 “-L”参数引导，并指定了“-l”的库名，但通过ldd命令察看时，就是死活找不到你指定链接的so文件，这时你要作的就是通过修改 LD_LIBRARY_PATH或者/etc/ld.so.conf文件来指定动态库的目录。

6、通常这样做就可以解决库无法链接的问题了。makefile里面怎么正确的编译和连接生成.so库文件，然后又是在其他程序的makefile里面如何编译和连接才能调用这个库文件的函数?答: 你需要告诉动态链接器、加载器ld.so在哪里才能找到这个共享库,可以设置环境变量把库的路径添加到库目录/lib和/usr/lib，LD_LIBRARY_PATH=$(pwd),这种方法采用命令行方法不太方便,一种替代方法注释LD_LIBRARY_PATH可以在/etc/profile还是 /.profile还是 ./bash_profile里设置，或者.bashrc里，改完后运行source /etc/profi

7、le或 . /etc/profile更好的办法是添入/etc/ld.so.conf, 然后执行 /sbin/ldconfig注释是把库路径添加到/etc/ld.so.conf，然后以root身份运行ldconfig 也可以在连接的时候指定文件路径和名称-I-L. GCC=gccCFLAGS=-Wall-ggdb-fPIC#CFLAGS=all:libfunctestlibfunc:func.ofunc1.o$(GCC)-shared-Wl,-soname,libfunc.so.1-olibfunc.so.1.1$ln-sflibfunc.so.1.1libfunc.so.1ln-sflibfu

8、nc.so.1libfunc.so*注释*ln -s是用来创建软链接，也就相当于windows中的快捷方式，在当前目录中创建上一级目录中的文件ttt的命名为ttt2软链接的命令是ln -s ./ttt ttt2,如果原文件也就是ttt文件删除的话，ttt2也变成了空文件。ln -d是用来创建硬链接，也就相当于windows中文件的副本，当原文件删除的时候，并不影响“副本”的内容。编译目标文件时使用gcc的-fPIC选项，产生与位置无关的代码并能被加载到任何地址：gcc fPIC g c liberr.c o liberr.o使用gcc的-shared和-soname选项；使用gcc的-Wl选项

9、把参数传递给连接器ld；使用gcc的-l选项显示的连接C库，以保证可以得到所需的启动（startup）代码，从而避免程序在使用不同的，可能不兼容版本的C库的系统上不能启动执行。gcc g shared Wl,-soname,liberr.so o liberr.so.1.0.0 liberr.o lc建立相应的符号连接：ln s liberr.so.1.0.0 liberr.so.1;ln s liberr.so.1.0.0 liberr.so;在MAKEFILE中：$ 表示规则中的目标文件集。在模式规则中，如果有多个目标，那么，$就是匹配于目标中模式定义的集合。$% 仅当目标是函数库文件中，

10、表示规则中的目标成员名。例如，如果一个目标是foo.a(bar.o)，那么，$%就是bar.o，$就是 foo.a。如果目标不是函数库文件（Unix下是.a，Windows下是.lib），那么，其值为空。$ 依赖目标中的第一个目标名字。如果依赖目标是以模式（即%）定义的，那么$将是符合模式的一系列的文件集。注意，其是一个一个取出来的。$? 所有比目标新的依赖目标的集合。以空格分隔。$ 所有的依赖目标的集合。以空格分隔。如果在依赖目标中有多个重复的，那个这个变量会去除重复的依赖目标，只保留一份。*注释*test:test.olibfunc$(GCC)-otesttest.o-L.-lfunc%.

11、o:%.c$(GCC)-c$(CFLAGS)-o$clean:rm-fr*.orm-fr*.so*rm-frtest要生成.so文件，cc要带-shared参数；要调用.so的文件，比如libfunc.so,可以在cc命令最后加上-lfunc，还要视情况加上 -L/usr/xxx指出libfunc.so的路径；这样，在你要编译的源文件中就可以调用libfunc.so这个库文件的函数. 前面的都说的差不多了，最后提醒一下最好提供一个接口头文件 动态加载,用dlopen,dlclose,dlsym ref:1. 介绍使用GNU的工具我们如何在Linux下创建自己的程序函数库?一个“程序 函数库”简

12、单的说就是一个文件包含了一些编译好的代码和数据，这些编 译好的代码和数据可以在事后供其他的程序使用。程序函数库可以使整个程序更加模块化，更容易重新编译，而且更方便升级。程序函数库可分为3种类型：静态函 数库（static libraries）、共享函数库（shared libraries）和动态加载函数库（dynamically loaded libraries）。静态函数库是在程序执行前就加入到目标程序中去了；而共享函数库则是在程序启动的时候加载到程序中，它可以被 不同的程序共享；动态加载函数库则可以在程序运行的任何时候动态的加载。实际上，动态函数库并非另外一种库函数格式，区别是动态加载函数

13、库是如何被程序员 使用的。后面我们将举例说明。本文档主要参考Program Library HOWTO，作者是luster（hwangustc.edu），任何非商业目的的再次发行本文档都是允许的，但是请保留作者信息和本版权声明。本文档首先在发布。2. 静态函数库 静态函数库实际上就是简单的一个普通的目标文件的集合，一般来说习惯用“.a”作为文件的后缀。可以用ar这个程序来产生静态函数库文件。Ar 是archiver的缩写。静态函数库现在已经不在像以前用得那么多了，主要是共享函数库与之相比较有很多的优势的原因。慢慢地，大家都喜欢使用共享函数 库了。不过，在一些场所静态函数库仍然在使用，一来是保持

14、一些与以前某些程序的兼容，二来它描述起来也比较简单。静态库函数允许程序 员把程序link起来而不用重新编译代码，节省了重新编译代码的时间。不过，在今天这么快速的计算机面前，一般的程序的重新编译也花费不了多少时间，所以 这个优势已经不是像它以前那么明显了。静态函数库对开发者来说还是很有用的，例如你想把自己提供的函数给别人使用，但是又想对函数的源代码进行保密，你就 可以给别人提供一个静态函数库文件。理论上说，使用ELF格式的静态库函数生成的代码可以比使用共享函数库（或者动态函数 库）的程序运行速度上快一些，大概15。创建一个静态函数库文件，或者往一个已经存在地静态函数库文件添加新的目标代码，可以用

15、下面的命令：ar rcs my_library.a file1.o file2.o 这个例子中是把目标代码file1.o和file2.o加入到my_library.a这个函数库文件中，如果my_library.a不存在 则创建一个新的文件。在用ar命令创建静态库函数的时候，还有其他一些可以选择的参数，可以参加ar的使用帮助。这里不再赘述。一旦 你创建了一个静态函数库，你可以使用它了。你可以把它作为你编译和连接过程中的一部分用来生成你的可执行代码。如果你用gcc来编译产生可 执行代码的话，你可以用“-l”参数来指定这个库函数。你也可以用ld来做，使用它的“-l”和“-L”参数选项。具体用法，可以

16、参考info:gcc。3. 共享函数库共享函数库中的函数是在当一个可执行程序在启动的时候被加载。如果一个共享函数库正常安装，所有的程序在重新运行的时候都可以自动加载最新的函数库中的函数。对于Linux系统还有更多的可以实现的功能：o 升级了函数库但是仍然允许程序使用老版本的函数库。 o 当执行某个特定程序的时候可以覆盖某个特定的库或者库中指定的函数。 o 可以在库函数被使用的过程中修改这些函数库。3.1. 一些约定 如果你要编写的共享函数库支持所有有用的特性，你在编写的过程中必须遵循一系列约定。你必须理解库的不同的名字间的区别，例如它的 “soname”和“real name”之间的区别和它们

17、是如何相互作用的。你同样还要知道你应该把这些库函数放在你文件系统的什么位置等等。下面我们具体看看这些问题。3.1.1. 共享库的命名每个共享函数库都有个特殊的名字，称作“soname”。Soname名字命名必须以“lib”作为前缀，然后是函数库的名字，然后是“.so”，最后是版本号信息。不过有个特例，就是非常底层的C库函数都不是以lib开头这样命名的。每个共享函数库都有一个真正的名字（“real name”），它是包含真正库函数代码的文件。真名有一个主版本号，和一个发行版本号。最后一个发行版本号是可选的，可以没有。主版本号和发行版本号使你可以知道你到底是安装了什么版本的库函数。另外，还有一个名

18、字是编译器编译的时候需要的函数库的名字，这个名字就是简单的soname名字，而不包含任何版本号信息。 管理共享函数库的关键是区分好这些名字。当可执行程序需要在自己的程序中列出这些他们需要的共享库函数的时候，它只要用soname就可以了； 反过来，当你要创建一个新的共享函数库的时候，你要指定一个特定的文件名，其中包含很细节的版本信息。当你安装一个新版本的函数库的时候，你只要先将这些 函数库文件拷贝到一些特定的目录中，运行ldconfig这个实用就可以。Ldconfig检查已经存在的库文件，然后创建soname的符号链接到真正 的函数库，同时设置/etc/ld.so.cache这个缓冲文件。这个我

19、们稍后再讨论。Ldconfig并不设置链接的名字，通常 的做法是在安装过程中完成这个链接名字的建立，一般来说这个符号链接就简单的指向最新的soname 或者最新版本的函数库文件。最好把这个符号链接指向soname，因为通常当你升级你的库函数的后，你就可以自动使用新版本的函数库勒。我们来举例看看： /usr/lib/libreadline.so.3 是一个完全的完整的soname，ldconfig可以设置一个符号链接到其他某个真正的函数库文件，例如是 /usr/lib/libreadline.so.3.0。同时还必须有一个链接名字，例如/usr/lib/libreadline.so 就是一个符号

20、链接指向/usr/lib/libreadline.so.3。3.1.2. 文件系统中函数库文件的位置 共享函数库文件必须放在一些特定的目录里，这样通过系统的环境变量设置，应用程序才能正确的使用这些函数库。大部分的源码开发的程序都遵循 GNU的一些标准，我们可以看info帮助文件获得相信的说明，info信息的位置是：info: standards#Directory_Variables。GNU标准建议所有的函数库文件都放在/usr/local/lib目录下，而且建议命令 可执行程序都放在/usr/local/bin目录下。这都是一些习惯问题，可以改变的。文件系统层次化标准FHS（Filesyst

21、em Hierarchy Standard）（ 下，但是如果某些库是在系统启动的时候要加载的，则放到/lib目录下，而那些不是系统本身一部分的库则放到/usr/local/lib下面。上面两个路径的不同并没有本质的冲突。GNU提出的标准主要对于开发者开发源码的，而FHS的建议则是针对发行版本的路径的。具体的位置信息可以看/etc/ld.so.conf里面的配置信息。3.2. 这些函数库如何使用 在基于GNU glibc的系统里，包括所有的linux系统，启动一个ELF格式的二进制可执行文件会自动启动和运行一个program loader。对于Linux系统，这个loader的名字是/lib/l

22、d-linux.so.X（X是版本号）。这个loader启动后，反过来就会 load所有的其他本程序要使用的共享函数库。到底在哪些目录里查找共享函数库呢？这些定义缺省的是放在 /etc/ld.so.conf文件里面，我们可以修改这个文件，加入我们自己的一些 特殊的路径要求。大多数RedHat系列的发行包的/etc/ld.so.conf文件里面不包括/usr/local/lib这个目录，如果没有这个目 录的话，我们可以修改/etc/ld.so.conf，自己手动加上这个条目。如果你想覆盖某个库中的一些函数，用自己的函数替换它们，同时保留该库中其他的函数的话，你可以在/etc/ld.so.prel

23、oad中加入你想要替换的库（.o结尾的文件），这些preloading的库函数将有优先加载的权利。 当程序启动的时候搜索所有的目录显然会效率很低，于是Linux系统实际上用的是一个高速缓冲的做法。Ldconfig缺省情况下读出 /etc/ld.so.conf相关信息，然后设置适当地符号链接，然后写一个cache到/etc/ld.so.cache这个文件中，而这个 /etc/ld.so.cache则可以被其他程序有效的使用了。这样的做法可以大大提高访问函数库的速度。这就要求每次新增加一个动态加载的函数库的时 候，就要运行ldconfig来更新这个cache，如果要删除某个函数库，或者某个函数库的

24、路径修改了，都要重新运行ldconfig来更新这个 cache。通常的一些包管理器在安装一个新的函数库的时候就要运行ldconfig。另外，FreeBSD使用cache的文件不一样。FreeBSD的ELF cache是/var/run/ld-elf.so.hints，而a.out的cache责是/var/run/ld.so.hints。它们同样是通过ldconfig来更新。3.3. 环境变量 各种各样的环境变量控制着一些关键的过程。例如你可以临时为你特定的程序的一次执行指定一个不同的函数库。Linux系统中，通常变量 LD_LIBRARY_PATH就是可以用来指定函数库查找路径的，而且这个路径

25、通常是在查找标准的路径之前查找。这个是很有用的，特别是在调试一个新的 函数库的时候，或者在特殊的场合使用一个肥标准的函数库的时候。环境变量LD_PRELOAD列出了所有共享函数库中需要优先加载的库文件，功能和 /etc/ld.so.preload类似。这些都是有/lib/ld-linux.so这个loader来实现的。值得一提的是， LD_LIBRARY_PATH可以在大部分的UNIX-linke系统下正常起作用，但是并非所有的系统下都可以使用，例如HPUX系统下，就是用 SHLIB_PATH这个变量，而在AIX下则使用LIBPATH这个变量。LD_LIBRARY_PATH在开发和调试过程中经

26、常大量使用，但是不应该被一个普通用户在安装过程中被安装程序修改，大家可以去参考 变量。事实上还有更多的环境变量影响着程序的调入过程，它们的名字通常就是以LD_或者RTLD_打头。大部分这些环境变量的使用的文档都是不全，通常搞得人头昏眼花的，如果要真正弄清楚它们的用法，最好去读loader的源码（也就是gcc的一部分）。 允许用户控制动态链接函数库将涉及到setuid/setgid这个函数如果特殊的功能需要的话。因此，GNU loader通常限制或者忽略用户对这些变量使用setuid和setgid。如果loader通过判断程序的相关环境变量判断程序的是否使用了 setuid或者setgid，如果

27、uid和euid不同，或者gid和egid部一样，那么loader就假定程序已经使用了setuid或者 setgid，然后就大大的限制器控制这个老链接的权限。如果阅读GNU glibc的库函数源码，就可以清楚地看到这一点，特别的我们可以看elf/rtld.c和sysdeps/generic/dl-sysdep.c这两 个文件。这就意味着如果你使得uid和gid与euid和egid分别相等，然后调用一个程序，那么这些变量就可以完全起效。3.4. 创建一个共享函数库 现在我们开始学习如何创建一个共享函数库。其实创建一个共享函数库非常容易。首先创建object文件，这个文件将加入通过gcc fPIC

28、 参数命令加入到共享函数库里面。PIC的意思是“位置无关代码”（Position Independent Code）。下面是一个标准的格式：gcc -shared -Wl,-soname,your_soname -o library_name file_list library_list下面再给一个例子，它创建两个object文件（a.o和b.o），然后创建一个包含a.o和b.o的共享函数库。例子中”-g”和“Wall”参数不是必须的。gcc -fPIC -g -c -Wall a.cgcc -fPIC -g -c -Wall b.cgcc -shared -Wl,-soname,liblusterstuff.so.1 -o liblusterstuff.so.1.0.1 a.o b.o -lc下面是一些需要注意的地方： 不用使用-fomit-