c編譯，調用動態連接庫 (.so文件)

C編譯: 動態連接庫 (.so文件)

Linux動態鏈接庫.so文件的命名及用途總結

Linux編程練習（二）—— Linux下.so動態庫的建立和調用

在“紙上談兵: 算法與數據結構”中，我在每一篇都會有一個C程序，用於實現算法和數據結構 (比如棧和相關的操作)。在同一個程序中，還有用於測試的main()函數，結構體定義，函數原型，typedef等等。

這樣的做法非常不“環保”。算法的實際運用和算法的實現混在一起。如果我想要重復使用之前的源程序，必須進行許多改動，並且重新編譯。最好的解決方案是實現模塊化: 只保留純粹的算法實現，分離頭文件，並編譯一個庫(library)。每次需要使用庫的時候(比如使用棧數據結構)，就在程序中include頭文件，連接庫。這樣，不需要每次都改動源程序。

我在這里介紹如何在UNIX環境中創建共享庫 (shared library)。UNIX下，共享庫以so為后綴(shared object)。共享庫與Windows下的DLL類似，是在程序運行時動態連接。多個進程可以連接同一個共享庫。

實現將一個自己編寫的Hello.c文件打包成libHello.so動態庫，並通過gcc編譯工具實現用一個test.c程序調用libHello.so和自定義頭文件Hello.h的過程。

具體程序代碼如下：

//Hello.h文件

#include <stdio.h>
void printhello();

 

//Hello.c文件

#include <stdio.h>
void printhello()
{
  puts("Hello World!");
}

 

//test.c文件

#include “Hello.h”
int main()
{
 printhello();
 return 0;
}

 

具體操作過程：
第一步：
    將文件Hello.c編譯成一個動態庫：libHello.so，執行命令如下：

        $ gcc Hello.c -fPIC -shared -o libHello.so

    -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），不用該標志外部程序無法連接，相當於一個可執行文件；

    -fPIC：PIC指Position Independent Code，表示編譯為位置獨立的代碼，不用此選項的話編譯后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。

第二步：

編譯上述程序。編譯器需要知道.h文件位置。

• • 對於#include "..."，編譯器會在當前路徑搜索.h文件。你也可以使用-I選項提供額外的搜索路徑，比如-I/home/vamei/test。
  • 對於#include <...>，編譯器會在默認include搜索路徑中尋找。

編譯器還需要知道我們用了哪個庫文件，在gcc中:

• • 使用-l選項說明庫文件的名字。這里，我們將使用-lmystack (即libmystack庫文件)。
  • 使用-L選項說明庫文件所在的路徑。這里，我們使用-L. (即.路徑)。

如果沒有提供-L選項，gcc將在默認庫文件搜索路徑中尋找。

 

你可以使用下面的命令，來獲知自己電腦上的include默認搜索路徑:

$`gcc -print-prog-name=cc1` -v   

獲知庫默認搜索路徑:

$gcc -print-search-dirs

 

    生成Hello.c文件的動態鏈接庫libHello.so以后，直接在包含Hello.h和libHello.so文件夾底下運行如下gcc命令：

      $ gcc test.c -lHello -L. -I`pwd` -o test

 

    -L.：-L后跟連接庫的路徑，‘.’表示要連接的庫在當前目錄中；

    -I`pwd`：表示要連接的頭文件在當前目錄；

    -lHello：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，后面加上.so來確定庫的名稱（即：libHello.so）。

第三步：
    執行命令“$ ldd test” 打印test可執行文件的動態庫依賴關系，結果輸出：

      linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fff16b8a000)
      libHello.so => not found
      libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fa55700c000)
      /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fa5573e4000)

    其中，“libHello.so => not found”表明鏈接程序找不到libHello.so文件，這是因為鏈接程序只尋找固定目錄（一般為/lib和/usr/lib），解決方法有兩種：
    方法一：把libHello.so拷貝到鏈接程序的搜索路徑目錄下（/lib或/usr/lib）。
    方法二：設置環境變量LD_LIBRARY_PATH，增加當前路徑到該變量中。
        配置環境變量的方法為：

 export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:`pwd`

    這里采用第一種解決方法，再次執行“$ ldd test”，此時顯示：

        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fff6c7d7000)
        libHello.so => /lib/libHello.so (0x00007f818dce3000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f818d923000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f818defd000)

    libHello.so=>后有值，說明查找動態庫成功。
    執行“./test”命令，正確輸出相應結果。

 

ubuntu@dongyang-K46CB:~/lua$ gcc -o test test.c -lHello -L.
test.c:1:19: fatal error: Hello.h: 沒有那個文件或目錄
compilation terminated.
ubuntu@dongyang-K46CB:~/lua$ gcc -o test test.c -lHello -L. -I`pwd`
ubuntu@dongyang-K46CB:~/lua$ ls
Hello.c  Hello.h  iterator.lua  libHello.so  m.lua  numToCN.lua  result  test  test.c  test.lua  testModule.lua
ubuntu@dongyang-K46CB:~/lua$ ./test
./test: error while loading shared libraries: libHello.so: cannot open shared object file: No such file or directory
ubuntu@dongyang-K46CB:~/lua$ gcc test.c -lHello -L. -I`pwd` -o test
ubuntu@dongyang-K46CB:~/lua$ ldd test
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffef46eb000)
        libHello.so => not found
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fde84873000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fde84c3d000)
ubuntu@dongyang-K46CB:~/lua$ export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:`pwd`
ubuntu@dongyang-K46CB:~/lua$ ./test
Hello World!
ubuntu@dongyang-K46CB:~/lua$ ldd test
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffd657cc000)
        libHello.so (0x00007f84ab3a1000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f84aafd7000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f84ab5a3000)
ubuntu@dongyang-K46CB:~/lua$