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2.2問(wèn)題的提出

注意：這個(gè)時(shí)候，我們編譯好的hello.o是無(wú)法通過(guò)gcc –o 編譯的，這個(gè)道理非常簡(jiǎn)單，

hello.c是一個(gè)沒(méi)有main函數(shù)的.c程序，因此不夠成一個(gè)完整的程序，如果使用gcc –o 編譯并連接它，GCC將報(bào)錯(cuò)。

無(wú)論靜態(tài)庫(kù)，還是動(dòng)態(tài)庫(kù)，都是由.o文件創(chuàng)建的。因此，我們必須將源程序hello.c通過(guò)gcc先編譯成.o文件。

這個(gè)時(shí)候我們有三種思路：

1）  通過(guò)編譯多個(gè)源文件，直接將目標(biāo)代碼合成一個(gè).o文件。

2）  通過(guò)創(chuàng)建靜態(tài)鏈接庫(kù)libmyhello.a，使得main函數(shù)調(diào)用hello函數(shù)時(shí)可調(diào)用靜態(tài)鏈接庫(kù)。

3）  通過(guò)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)libmyhello.so，使得main函數(shù)調(diào)用hello函數(shù)時(shí)可調(diào)用靜態(tài)鏈接庫(kù)。

2.3思路一：編譯多個(gè)源文件

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到hello.o文件。

# gcc -c hello.c

為什么不使用gcc–o hello hello.cpp 這個(gè)道理我們之前已經(jīng)說(shuō)了，使用-c是什么意思呢？這涉及到gcc 編譯選項(xiàng)的常識(shí)。

我們通常使用的gcc –o 是將.c源文件編譯成為一個(gè)可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼(-o選項(xiàng)其實(shí)是制定輸出文件文件名，如果不加-c選項(xiàng)，gcc默認(rèn)會(huì)編譯連接生成可執(zhí)行文件，文件的名稱(chēng)有-o選項(xiàng)指定)，這包括調(diào)用作為GCC內(nèi)的一部分真正的C編譯器（ccl），以及調(diào)用GNU C編譯器的輸出中實(shí)際可執(zhí)行代碼的外部GNU匯編器（as）和連接器工具（ld）。

而gcc –c是使用GNU匯編器將源文件轉(zhuǎn)化為目標(biāo)代碼之后就結(jié)束，在這種情況下,只調(diào)用了C編譯器（ccl）和匯編器（as），而連接器(ld)并沒(méi)有被執(zhí)行，所以輸出的目標(biāo)文件不會(huì)包含作為Linux程序在被裝載和執(zhí)行時(shí)所必須的包含信息，但它可以在以后被連接到一個(gè)程序。

我們運(yùn)行ls命令看看是否生存了hello.o文件。

# ls

hello.c hello.h hello.o main.c

在ls命令結(jié)果中，我們看到了hello.o文件，本步操作完成。

同理編譯main

#gcc –c main.c

將兩個(gè)文件鏈接成一個(gè).o文件。

#gcc –o hello hello.o main.o

運(yùn)行

# ./hello

Hello everyone!

完成^ ^!

2.4思路二：靜態(tài)鏈接庫(kù)

下面我們先來(lái)看看如何創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)，以及使用它。

靜態(tài)庫(kù)文件名的命名規(guī)范是以lib為前綴，緊接著跟靜態(tài)庫(kù)名，擴(kuò)展名為.a。例如：我們將創(chuàng)建的靜態(tài)庫(kù)名為myhello，則靜態(tài)庫(kù)文件名就是libmyhello.a。在創(chuàng)建和使用靜態(tài)庫(kù)時(shí)，需要注意這點(diǎn)。創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)用ar命令。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令將創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)文件libmyhello.a。

# ar rcs libmyhello.a hello.o

我們同樣運(yùn)行ls命令查看結(jié)果：

# ls

hello.c  hello.h hello.o libmyhello.a main.c

ls命令結(jié)果中有libmyhello.a。

靜態(tài)庫(kù)制作完了，如何使用它內(nèi)部的函數(shù)呢？只需要在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標(biāo)文件時(shí)指明靜態(tài)庫(kù)名，gcc將會(huì)從靜態(tài)庫(kù)中將公用函數(shù)連接到目標(biāo)文件中。注意，gcc會(huì)在靜態(tài)庫(kù)名前加上前綴lib，然后追加擴(kuò)展名.a得到的靜態(tài)庫(kù)文件名來(lái)查找靜態(tài)庫(kù)文件,因此，我們?cè)趯?xiě)需要連接的庫(kù)時(shí)，只寫(xiě)名字就可以，如libmyhello.a的庫(kù)，只寫(xiě):-lmyhello

在程序3:main.c中，我們包含了靜態(tài)庫(kù)的頭文件hello.h，然后在主程序main中直接調(diào)用公用函數(shù)hello。下面先生成目標(biāo)程序hello，然后運(yùn)行hello程序看看結(jié)果如何。

# gcc -o hello main.c -static -L. -lmyhello

# ./hello

Hello everyone!

我們刪除靜態(tài)庫(kù)文件試試公用函數(shù)hello是否真的連接到目標(biāo)文件 hello中了。

# rm libmyhello.a

rm: remove regular file `libmyhello.a'? y

# ./hello

Hello everyone!

程序照常運(yùn)行，靜態(tài)庫(kù)中的公用函數(shù)已經(jīng)連接到目標(biāo)文件中了。

靜態(tài)鏈接庫(kù)的一個(gè)缺點(diǎn)是，如果我們同時(shí)運(yùn)行了許多程序，并且它們使用了同一個(gè)庫(kù)函數(shù)，這樣，在內(nèi)存中會(huì)大量拷貝同一庫(kù)函數(shù)。這樣，就會(huì)浪費(fèi)很多珍貴的內(nèi)存和存儲(chǔ)空間。使用了共享鏈接庫(kù)的Linux就可以避免這個(gè)問(wèn)題。

共享函數(shù)庫(kù)和靜態(tài)函數(shù)在同一個(gè)地方，只是后綴有所不同。比如，在一個(gè)典型的Linux系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)的共享數(shù)序函數(shù)庫(kù)是/usr/lib/libm.so。

當(dāng)一個(gè)程序使用共享函數(shù)庫(kù)時(shí)，在連接階段并不把函數(shù)代碼連接進(jìn)來(lái)，而只是鏈接函數(shù)的一個(gè)引用。當(dāng)最終的函數(shù)導(dǎo)入內(nèi)存開(kāi)始真正執(zhí)行時(shí)，函數(shù)引用被解析，共享函數(shù)庫(kù)的代碼才真正導(dǎo)入到內(nèi)存中。這樣，共享鏈接庫(kù)的函數(shù)就可以被許多程序同時(shí)共享，并且只需存儲(chǔ)一次就可以了。共享函數(shù)庫(kù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它可以獨(dú)立更新，與調(diào)用它的函數(shù)毫不影響。

2.5思路三、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（共享函數(shù)庫(kù)）

我們繼續(xù)看看如何在Linux中創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫(kù)。我們還是從.o文件開(kāi)始。

動(dòng)態(tài)庫(kù)文件名命名規(guī)范和靜態(tài)庫(kù)文件名命名規(guī)范類(lèi)似，也是在動(dòng)態(tài)庫(kù)名增加前綴lib，但其文件擴(kuò)展名為.so。例如：我們將創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)庫(kù)名為myhello，則動(dòng)態(tài)庫(kù)文件名就是libmyhello.so。用gcc來(lái)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)庫(kù)。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到動(dòng)態(tài)庫(kù)文件libmyhello.so。

# gcc -shared -fPIC -o libmyhello.so hello.o

 “PIC”命令行標(biāo)記告訴GCC產(chǎn)生的代碼不要包含對(duì)函數(shù)和變量具體內(nèi)存位置的引用，這是因?yàn)楝F(xiàn)在還無(wú)法知道使用該消息代碼的應(yīng)用程序會(huì)將它連接到哪一段內(nèi)存地址空間。這樣編譯出的hello.o可以被用于建立共享鏈接庫(kù)。建立共享鏈接庫(kù)只需要用GCC的”-shared”標(biāo)記即可。

我們照樣使用ls命令看看動(dòng)態(tài)庫(kù)文件是否生成。

# ls

hello.cpp hello.h hello.o libmyhello.so main.cpp

調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)編譯目標(biāo)文件。

在程序中使用動(dòng)態(tài)庫(kù)和使用靜態(tài)庫(kù)完全一樣，也是在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標(biāo)文件時(shí)指明動(dòng)態(tài)庫(kù)名進(jìn)行編譯。我們先運(yùn)行gcc命令生成目標(biāo)文件，再運(yùn)行它看看結(jié)果。

如果直接用如下方法進(jìn)行編譯，并連接：

# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

（使用”-lmyhello”標(biāo)記來(lái)告訴GCC驅(qū)動(dòng)程序在連接階段引用共享函數(shù)庫(kù)libmyhello.so。”-L.”標(biāo)記告訴GCC函數(shù)庫(kù)可能位于當(dāng)前目錄。否則GNU連接器會(huì)查找標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)函數(shù)目錄:它先后搜索1.elf文件的 DT_RPATH段—2.環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH—3./etc/ld.so.cache文件列表—4./lib/,/usr/lib目錄找到庫(kù)文件后將其載入內(nèi)存,但是我們生成的共享庫(kù)在當(dāng)前文件夾下，并沒(méi)有加到上述的4個(gè)路徑的任何一個(gè)中，因此，執(zhí)行后會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤）

# ./hello

./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

#

錯(cuò)誤提示，找不到動(dòng)態(tài)庫(kù)文件libmyhello.so。程序在運(yùn)行時(shí)，會(huì)在/usr/lib和/lib等目錄中查找需要的動(dòng)態(tài)庫(kù)文件。若找到，則載入動(dòng)態(tài)庫(kù)，否則將提示類(lèi)似上述錯(cuò)誤而終止程序運(yùn)行。有多種方法可以解決，

（1）我們將文件 libmyhello.so復(fù)制到目錄/usr/lib中，再試試。

# mv libmyhello.so /usr/lib

# ./hello

成功！

（2）既然連接器會(huì)搜尋LD_LIBRARY_PATH所指定的目錄，那么我們可以將這個(gè)環(huán)境變量設(shè)置成當(dāng)前目錄：

先執(zhí)行：

export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)

再執(zhí)行：

./hello

成功！

（3）

執(zhí)行：  

ldconfig   /usr/zhsoft/lib     
       
      
  注:   當(dāng)用戶(hù)在某個(gè)目錄下面創(chuàng)建或拷貝了一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù),若想使其被系統(tǒng)共享,可以執(zhí)行一下"ldconfig   目錄名"這個(gè)命令.此命令的功能在于讓ldconfig將指定目錄下的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)被系統(tǒng)共享起來(lái),意即:在緩存文件/etc/ld.so.cache中追加進(jìn)指定目錄下的共享庫(kù).本例讓系統(tǒng)共享了/usr/zhsoft/lib目錄下的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù).該命令會(huì)重建/etc/ld.so.cache文件

成功！

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下面的這個(gè)錯(cuò)誤我沒(méi)有遇到，不過(guò)也記錄下，給遇到的人：

 {  這步后我沒(méi)有成功,報(bào)錯(cuò)內(nèi)容如下：/hello: error while loading shared libraries: /usr/lib/libmyhello.so: cannot restore segment prot after reloc: Permission denied

google了一下，發(fā)現(xiàn)是SELinux搞的鬼，解決辦法有兩個(gè)：

1.
    chcon -t texrel_shlib_t   /usr/lib/libmyhello.so
    (chcon -t texrel_shlib_t "你不能share的庫(kù)的絕對(duì)路徑")

2.
    #vi /etc/sysconfig/selinux file
    或者用
    #gedit /etc/sysconfig/selinux file
    修改SELINUX=disabled
    重啟

}

#

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這也進(jìn)一步說(shuō)明了動(dòng)態(tài)庫(kù)在程序運(yùn)行時(shí)是需要的。

可以查看程序執(zhí)行時(shí)調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)的過(guò)程：

# ldd hello
執(zhí)行 test,可以看到它是如何調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)中的函數(shù)的。
[pin@localhost 20090505]$ ldd hello
        linux-gate.so.1 => (0x00110000)
        libmyhello.so => /usr/lib/libmyhello.so (0x00111000)
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00859000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x0083a000)

我們回過(guò)頭看看，發(fā)現(xiàn)使用靜態(tài)庫(kù)和使用動(dòng)態(tài)庫(kù)編譯成目標(biāo)程序使用的gcc命令完全一樣，
那當(dāng)靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)同名時(shí)，gcc命令會(huì)使用哪個(gè)庫(kù)文件呢？抱著對(duì)問(wèn)題必究到底的心情，
來(lái)試試看。

先刪除除.c和.h外的所有文件，恢復(fù)成我們剛剛編輯完舉例程序狀態(tài)。

# rm -f hello hello.o /usr/lib/libmyhello.so

# ls

hello.c hello.h main.c

#

在來(lái)創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)文件libmyhello.a和動(dòng)態(tài)庫(kù)文件libmyhello.so。

# gcc -c hello.c

# ar rcs libmyhello.a hello.o

# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

# ls

hello.c hello.h hello.o libmyhello.a libmyhello.so main.c

#

通過(guò)上述最后一條ls命令，可以發(fā)現(xiàn)靜態(tài)庫(kù)文件libmyhello.a和動(dòng)態(tài)庫(kù)文件libmyhello.so都已經(jīng)生成，并都在當(dāng)前目錄中。然后，我們運(yùn)行g(shù)cc命令來(lái)使用函數(shù)庫(kù)myhello生成目標(biāo)文件hello，并運(yùn)行程序 hello。

# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

# ./hello

./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shar
ed object file: No such file or directory

#

從程序hello運(yùn)行的結(jié)果中很容易知道，當(dāng)靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)同名時(shí)， gcc命令將優(yōu)先使用動(dòng)態(tài)庫(kù)。

Note:

編譯參數(shù)解析

最主要的是GCC命令行的一個(gè)選項(xiàng):
-shared 該選項(xiàng)指定生成動(dòng)態(tài)連接庫(kù)（讓連接器生成T類(lèi)型的導(dǎo)出符號(hào)表，有時(shí)候也生成弱連接W類(lèi)型的導(dǎo)出符號(hào)），不用該標(biāo)志外部程序無(wú)法連接。相當(dāng)于一個(gè)可執(zhí)行文件
l -fPIC：表示編譯為位置獨(dú)立的代碼，不用此選項(xiàng)的話(huà)編譯后的代碼是位置相關(guān)的所以動(dòng)態(tài)載入時(shí)是通過(guò)代碼拷貝的方式來(lái)滿(mǎn)足不同進(jìn)程的需要，而不能達(dá)到真正代碼段共享的目的。
l -L.：表示要連接的庫(kù)在當(dāng)前目錄中
l -ltest：編譯器查找動(dòng)態(tài)連接庫(kù)時(shí)有隱含的命名規(guī)則，即在給出的名字前面加上lib，后面加上.so來(lái)確定庫(kù)的名稱(chēng)
l LD_LIBRARY_PATH：這個(gè)環(huán)境變量指示動(dòng)態(tài)連接器可以裝載動(dòng)態(tài)庫(kù)的路徑。
l 當(dāng)然如果有root權(quán)限的話(huà)，可以修改/etc/ld.so.conf文件，然后調(diào)用 /sbin/ldconfig來(lái)達(dá)到同樣的目的，不過(guò)如果沒(méi)有root權(quán)限，那么只能采用輸出LD_LIBRARY_PATH的方法了。

調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)的時(shí)候有幾個(gè)問(wèn)題會(huì)經(jīng)常碰到，有時(shí)，明明已經(jīng)將庫(kù)的頭文件所在目錄 通過(guò) “-I” include進(jìn)來(lái)了，庫(kù)所在文件通過(guò) “-L”參數(shù)引導(dǎo)，并指定了“-l”的庫(kù)名，但通過(guò)ldd命令察看時(shí)，就是死活找不到你指定鏈接的so文件，這時(shí)你要作的就是通過(guò)修改 LD_LIBRARY_PATH或者/etc/ld.so.conf文件來(lái)指定動(dòng)態(tài)庫(kù)的目錄。通常這樣做就可以解決庫(kù)無(wú)法鏈接的問(wèn)題了。

靜態(tài)庫(kù)鏈接時(shí)搜索路徑順序：

1. ld會(huì)去找GCC命令中的參數(shù)-L

2. 再找gcc的環(huán)境變量LIBRARY_PATH

3. 再找內(nèi)定目錄 /lib /usr/lib /usr/local/lib 這是當(dāng)初compile gcc時(shí)寫(xiě)在程序內(nèi)的

動(dòng)態(tài)鏈接時(shí)、執(zhí)行時(shí)搜索路徑順序:

1.  編譯目標(biāo)代碼時(shí)指定的動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑；

2.  環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH指定的動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑；

3.  配置文件/etc/ld.so.conf中指定的動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑；

4. 默認(rèn)的動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑/lib；

5. 默認(rèn)的動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑/usr/lib。

有關(guān)環(huán)境變量：

LIBRARY_PATH環(huán)境變量：指定程序靜態(tài)鏈接庫(kù)文件搜索路徑

LD_LIBRARY_PATH環(huán)境變量：指定程序動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件搜索路徑