linux 动态库、静态库

待我强大给你天下 發表於 2022-7-1 14:45:00

库：可执行的二进制代码，不可以独立执行（没有main函数入口）
库是否兼容：取决于编译器、汇编器、链接器
 
linux链接静态库（.a）：将库中用到的函数的代码指令，写入到可执行文件中、运行时无依赖
linux链接动态库（共享库.so）：在可执行程序中记录了库中函数的符号表信息，执行时再找库，找不到，则无法执行。
程序默认使用动态库
<h2>1、静态库</h2>
静态库命名：libxxx.a，在编译的第4步使用，链接阶段
<h3>1.1制作静态库：</h3>
（1）gcc -c xxx.c -o xxx.o        //.c文件制作成.o文件 gcc -c  只编译，不链接，生成目标文件
（2）ar -rcs libxxxx.a xxx.o aaaa.o  //使用ar工具制作静态库。ar是linux压缩备份命令，可以将多个文件打包成一个备份文件
（3）编译链接库 gcc test.c  -o a.out libxxxx.a
（4）ar -t 查看libxxxx.a是由哪些.o文件构成。
<div class="cnblogs_code">
<pre> ar -t 显示静态库的内容
ar -d 从库中删除成员文件
ar -r 在库中加入成员文件，若存在，则替换
ar -c 创建一个库
ar -s 无论ar命令是否修改了库内容，都强制重新生成库符号表</pre>
</div>
 
<h3>1.2 静态库示例</h3>
main.c 源码
<div class="cnblogs_code"><img src="https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif" id="code_img_closed_bbe9c959-1e5e-480f-ae7e-e71562ccb41a" class="code_img_closed"><img src="https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif" id="code_img_opened_bbe9c959-1e5e-480f-ae7e-e71562ccb41a" class="code_img_opened" style="display: none">
<div id="cnblogs_code_open_bbe9c959-1e5e-480f-ae7e-e71562ccb41a" class="cnblogs_code_hide">
<pre># cat main.c
#include <stdio.h>

int main()
{
 int a = 2,b = 3,c = 0;
 printf("c = %d\n", test_lib_a(a,b));
 printf("c = %d\n", test_lib_b(a,b));
 printf("c = %d\n", test_lib_c(a,b));
 return 0;
}</pre>
</div>
View Code</div>
test_lib_a.c、test_lib_b.c、test_lib_c.c源码
<div class="cnblogs_code"><img src="https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif" id="code_img_closed_68772023-0fc7-41d6-9677-0e04b732d7a9" class="code_img_closed"><img src="https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif" id="code_img_opened_68772023-0fc7-41d6-9677-0e04b732d7a9" class="code_img_opened" style="display: none">
<div id="cnblogs_code_open_68772023-0fc7-41d6-9677-0e04b732d7a9" class="cnblogs_code_hide">
<pre># cat test_lib_a.c
#include <stdio.h>

int test_lib_a(int a, int b)
{
 printf("%s\n", __FUNCTION__);
 return a + b;
}
#
# cat test_lib_b.c
#include <stdio.h>

int test_lib_b(int a, int b)
{
 printf("%s\n", __FUNCTION__);
 return a + b;
}
# cat test_lib_c.c
#include <stdio.h>

int test_lib_c(int a, int b)
{
 printf("%s\n", __FUNCTION__);
 return a + b;
}
# cat test_lib_a.c
#include <stdio.h>

int test_lib_a(int a, int b)
{
 printf("%s\n", __FUNCTION__);
 return a + b;
}
#
# cat test_lib_b.c
#include <stdio.h>

int test_lib_b(int a, int b)
{
 printf("%s\n", __FUNCTION__);
 return a + b;
}
# cat test_lib_c.c
#include <stdio.h>

int test_lib_c(int a, int b)
{
 printf("%s\n", __FUNCTION__);
 return a + b;
}</pre>
</div>
View Code</div>
编译.c  查看生成的.o文件
<div class="cnblogs_code">
<pre># gcc -c *.c
# ls
libtest_lib_all.amain.cmain.otest_lib_a.ctest_lib_a.otest_lib_b.ctest_lib_b.otest_lib_c.ctest_lib_c.o
# ar -rcs libtest_lib.a test_lib_a.o test_lib_b.o test_lib_c.o
# gcc main.o -o a.out libtest_lib.a
# ./a.out
test_lib_a
c = 5
test_lib_b
c = 5
test_lib_c
c = 5</pre>
</div>
这三种方式编译也ok
<div class="cnblogs_code"><img src="https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif" id="code_img_closed_1d77194a-96f5-478e-a30a-3989bb19703a" class="code_img_closed"><img src="https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif" id="code_img_opened_1d77194a-96f5-478e-a30a-3989bb19703a" class="code_img_opened" style="display: none">
<div id="cnblogs_code_open_1d77194a-96f5-478e-a30a-3989bb19703a" class="cnblogs_code_hide">
<pre># gcc test_lib_a.o test_lib_b.o test_lib_c.o main.o -o a.out //这种编译也ok
#
# gcc test_lib_a.o test_lib_b.o test_lib_c.o main.c -o a.out //这种编译也ok

# gcc main.c -o a.out libtest_lib.a</pre>
</div>
View Code</div>
<h2>2、动态库</h2>
.so 库（Shared Object ），共享的目标文件
查看文件（动态库）的依赖： ldd xxxxx
<h3>2.1 制作动态库</h3>
<div class="cnblogs_code">
<pre># gcc -shared -fPIC -c *.c//需要带-shared -fPIC编译，否则无法做成动态库
// gcc -shared -fPIC -o libxxxx.so bbbb.o cccc.o dddd.o
# gcc -shared -fPIC -o libtest_lib.so test_lib_d.o test_lib_b.o test_lib_c.o</pre>
</div>
<h3>2.2 动态库示例</h3>
test_lib_d.c 代码
<div class="cnblogs_code"><img src="https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif" id="code_img_closed_f7bf9eb4-7262-434d-959a-2bc61a1bdd42" class="code_img_closed"><img src="https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif" id="code_img_opened_f7bf9eb4-7262-434d-959a-2bc61a1bdd42" class="code_img_opened" style="display: none">
<div id="cnblogs_code_open_f7bf9eb4-7262-434d-959a-2bc61a1bdd42" class="cnblogs_code_hide">
<pre># cat test_lib_d.c
#include <stdio.h>

int test_lib_a(int a, int b)
{
 printf("%s but this test_lib_c.c\n", __FUNCTION__);
 return a + b;
}</pre>
</div>
View Code</div>
编译 .o 编译 .so
<div class="cnblogs_code">
<pre># gcc -shared -fPIC -c *.c//编译.o 文件
# gcc -shared -fPIC -o libtest_lib.so test_lib_d.o test_lib_b.o test_lib_c.o//编译动态库
// 查看编译生成的动态库.so和.o文件
# ls
a.outlib_pathlibtest_lib.somain.cmain.otest_lib_a.ctest_lib_a.otest_lib_b.ctest_lib_b.otest_lib_c.ctest_lib_c.o</pre>
</div>
运行可执行文件
<div class="cnblogs_code">
<pre># cp lib_path/libtest_lib.so /lib64/ //将库拷贝到动态库默认搜索路径/lib64下
# ./a.out
test_lib_a but this test_lib_c.c
c = 5
test_lib_b
c = 5
test_lib_c
c = 5</pre>
</div>
<h2>3、链接库、链接头文件</h2>
-I(大写i)：指定include包含文件的搜索路径.
-L          ：指定链接所需库所在路径
-l(小写L)：指定所需链接库的库名(比如链接libastatic.a) -lastatic
-static:     ：静态链接，但会导致所有的库都使用静态连接
-Wl,-Bdynamic：指明为动态链接
-Wl,-Bstatic：指明为静态链接
-Wl，-rpath=：指定文件搜索库路径
混合链接时：动态库在静态库前面链接时，必须在命令行最后使用动态连接的命令。（系统的运行库使用动态链接方式，结尾不是动态链接，会导致后面链接系统的库，去找到的是静态库）
混合链接时：优先链接动态库
如下为证明优先链接动态库
<div class="cnblogs_code">
<pre>//编译生成静态库、动态库
# ar -rcs libtest_lib_b.a test_lib_b.o
# ar -rcs libtest_lib_c.a test_lib_c.o
# gcc -shared -fPIC -o libtest_lib_a.so test_lib_d.o
// 动态库、静态库混合链接，且证明优先链接动态库
# gcc main.c -o a.out -L lib_path/ -Wl,-Bdynamic -ltest_lib_a -Wl,-Bstatic -ltest_lib_b -ltest_lib_c-Wl,-Bdynamic
#
# ./a.out
./a.out: error while loading shared libraries: libtest_lib_a.so: cannot open shared object file: No such file or directory
# mv lib_path/libtest_lib_a.so /lib64/
#
# ./a.out
test_lib_a but this test_lib_c.c
c = 5
test_lib_b
c = 5
test_lib_c
c = 5
//静态链接放在结尾，是有问题的
# gcc main.c -o a.out -L lib_path/ -Wl,-Bdynamic -ltest_lib_a -Wl,-Bstatic -ltest_lib_b -lte st_lib_c
/usr/bin/ld: cannot find -lgcc_s
collect2: error: ld returned 1 exit status
#

# gcc main.c -o a.out -L lib_path/ -Wl,-Bstatic -ltest_lib_b -ltest_lib_c -Wl,-Bdynamic -lte st_lib_a</pre>
</div>
<h3>3.1、解决动态库链接问题</h3>
<div class="cnblogs_code">
<pre>./a.out: error while loading shared libraries: libtest_lib.so: cannot open shared object file: No such file or directory</pre>
</div>
上面问题核心原因是，编译时候能链接到动态库，可执行文件执行时找链接不到库。
解决办法1：
<table border="0">
<tbody>
<tr>
<td>1、拷贝库到默认链接路径下，即拷贝库到/lib、/lib64、/usr/lib下</td>
</tr>
<tr>
<td>2、编译时，指定库运行时库搜索路径。即加上前缀-Wl(小写L), -R(或-rpath)。-Wl,-rpath=./lib_path -L./lib_path</td>
</tr>
<tr>
<td>3、环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的动态库搜索路径。export LD_LIBRARY_PATH=./lib_path</td>
</tr>
<tr>
<td>4、配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<div class="cnblogs_code">
<pre># gcc main.c -o a.out-Wl,-rpath=./lib_path -L./lib_path -ltest_lib</pre>
</div>
 
<h3>3.2、库链接顺序</h3>
注意：库的链接顺序为从左到右，即A依赖B，则-lA -lB。越基础的库越放在右边
<h2>4、查看库的属性：</h2>
 
（1）ldd xxxx  //查看xxx文件的依赖库
（2）已经启动的，查看进程号，cat /proc/PID/maps  //可以查看到可执行文件已加载的库
（3）xxx-linux-objdump -x file-name | grepp NEEDED 
（4）xxx-linux-readelf -a file-name | grep Shared 
参考：
https://www.cnblogs.com/xingmuxin/p/11416518.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/349122842
https://blog.csdn.net/JoshYueby/article/details/105528682 
https://blog.csdn.net/yueguangmuyu/article/details/117655920 
来源：https://www.cnblogs.com/tzj-kernel/p/16418709.html

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