Linux下的靜態庫、動態庫和動態載入庫

Linux庫型別

Linux下可以建立兩種型別的庫:

1. 靜態庫(.a): 在連結期間被應用程式直接連結進可執行檔案
2. 動態連結庫(.so): 動態庫還分為兩種用法: a) 應用程式執行期間連結動態庫，但是在編譯期間宣告動態庫的存在，也就是說這種動態庫必須在編譯時對編譯器可見，但編譯器卻不將此種庫編譯進可執行檔案; b) 在執行期間，動態載入和解除安裝的庫，使用動態載入方法載入。這種庫的形式跟動態連結沒有本質區別，區別是在呼叫時，是由使用者程式決定何時連結的，而不是由系統連結器自動連結

命名約定

庫需要以lib作為開頭，而在指定連結命令列引數時，卻無需包含開頭和副檔名，例如：

gcc src-file.c -lm -lpthread

這個例子中，連結了libmath.a和libpthread.a

靜態庫(.a)

生成靜態庫的方法如下：

• 編譯object檔案。例如：cc -Wall -c ctest1.c ctest2.c，該命令會生成ctest1.o和ctest2.o(其中-Wall表示編譯時輸出警告)。
• 建立庫檔案。例如：ar -cvq libctest.a ctest1.o ctest2.o。該命令會得到一個libctest.a檔案
• 可以通過ar -t檢視.a檔案中包含哪些.o。所以，實際上ar就是一個打包命令，類似tar
• 構建符號表。ranlib libctest.a用於為.a建立符號表。有些ar命令實際上已經整合了ranlib的功能

.a檔案與windows下的.lib是相同的概念。

動態庫(.so)

生成動態庫的方法如下：

編譯object檔案時使用-fPIC選項：

gcc -Wall -fPIC -c *.c

這個選項的目的是讓編譯器生成地址無關(position independent)的程式碼，這是因為，動態庫是在執行期間連結的，變數和函式的偏移量是事先不知道的，需要連結以後根據offset進行地址重定向。

使用-shared連結

gcc -shared -Wl,-soname,libctest.so.1 -o libctest.so.1.0 *.o

-shared選項是讓動態庫得以在執行期間被動態連結;-Wl,options是設定傳遞給ld(連結器)的引數，在上面的例子中，當連結器在連結.o時會執行ld -soname ibctest.so.1

建立軟鏈

上面的命令將最終輸出一個動態庫libctest.so.1.0，而出於習慣，會建立兩個軟鏈:

mv libctest.so.1.0 /opt/lib
ln -sf /opt/lib/libctest.so.1.0 /opt/lib/libctest.so.1
ln -sf /opt/lib/libctest.so.1.0 /opt/lib/libctest.so

libctest.so用於在編譯期間使用-lctest讓編譯器找到動態庫，而libctest.so.1用於在執行期間連結

gcc -Wall -I/path/to/include-files -L/path/to/libraries prog.c -lctest -o prog

檢視依賴

使用ldd命令來檢視程式對動態庫的依賴。例如：

ldd prog

libctest.so.1 => /opt/lib/libctest.so.1 (0x00002aaaaaaac000)
libc.so.6 => /lib64/tls/libc.so.6 (0x0000003aa4e00000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x0000003aa4c00000)