Linux下动态库的创建与更新
Linux下动态库（libname.x.y.z）的创建与更新
由于主程序和它依赖的共享库是由不同的开发者开发的。共享库的开发者会不停地更新共享库的版本，以修正bug，增加功能或改进性能。版本多了之后，就可能会引起不兼容问题。在Windows上，这叫做“DLL HELL"。Linux下同样也会遇到相似问题，Linux对动态库采用如“libname.so.x.y.z”的命名规则来解决兼容问题。其中x代表主版本号，y代表次版本号，z代表发行号。根据约定，只要主版本号x相同，就不会引起兼容问题，即libname.so.x，Linux称之为SO-NAME。
程序会把它依赖的共享库的名字和主版本号（即SO-NAME）记录在dynamic段中。程序加载时，动态加载器会去dynamic段中寻找这些SONAME,以加载适当版本的依赖库，从而解决兼容问题。可以通过readelf -d programname 或者 ldd programname查看。
1. 创建共享库
/*
* filename:hello.c
* version:1.0.0
*/
#include
void hello(void)
{
printf("HelloWorld\n");
} /*
* filename:hello.h
* version:1.0.0
*/
#ifndef HELLO_H_
#define HELLO_H_
void hello(void);
#endif$ gcc -shared -fPIC -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.0.0 hello.c
- -shared表示输出结果是动态共享库
- -fPIC表示生成位置无关码
- -Wl表示把后面的两个参数（soname 和 libhello.so.1）传递给链接器。注意这里的l是love的首字母，且是小写
此时通过readelf查看新生成的目标文件，如下图所示，可以发现SONAME已经被保存到了目标文件中。
$ readelf -d libhello.so.1.0.0
Dynamic section at offset 0xf04 contains 25 entries:
Tag Type Name/Value
0x00000001 (NEEDED) Shared library: [libc.so.6]
0x0000000e (SONAME) Library soname: [libhello.so.1]
......此时当前文件夹下的文件为
$ tree
.
├── hello.c
├── hello.h
└── libhello.so.1.0.0
0 directories, 3 files共享库创建完成后，我们需将它安装到系统中，以便其他程序能够使用它。通常有两种方法
- 在root权限下，将目标文件拷贝到/lib 或者/usr/lib目录下，然后再运行一下ldconfig命令，生成一个符号链接。这是最简单的方法，但需要管理员权限
- 在非root权限下，运行ldconfig -n shared_library_directory。其中-n表示在当前目录下创建符号链接。当然后续还需将当前目录导出
我们这里使用的是方法2。得到如下结果。可以发现生成了一个符号链接，指向我们的共享库。动态加载时（注意不是链接时）依靠的就是这个SONAME。
$ tree
.
├── hello.c
├── hello.h
├── libhello.so.1 -> libhello.so.1.0.0
└── libhello.so.1.0.0
0 directories, 4 files
2. 使用共享库
现在我们再写一个简单的代码，使用一下我们刚刚创建的共享库。
/*
* filename:test.c
* version:1.0.0
*/
#include "hello.h"
int main(void)
{
hello();
return 0;
}然后编译链接该测试程序
$ gcc test.c -L. -lhello -o test
/usr/bin/ld: cannot find -lhello
collect2: error: ld returned 1 exit status其中“-L. -lhello"表示在当前目录下查找libhello.so。当前文件夹下确实没有libhello.so，所以出错。这时我们需要通过ln -s 命令创建一个符号链接，让它指向我们的共享库。
$ ln -s libhello.so.1.0.0 libhello.so现在我们再次编译（gcc test.c -L. -lhello -o test）就通过了。这时通过ldd命令查看可执行文件test的依赖关系。
$ ldd test
linux-gate.so.1 => (0xb7795000)
libhello.so.1 => not found
libc.so.6 => /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6 (0xb75be000)
/lib/ld-linux.so.2 (0x80040000)可以发现libhello.so.1状态是not found，所以此时如果运行程序，一定会出错。
$ ./test
./test: error while loading shared libraries: libhello.so.1:
cannot open shared object file: No such file or directory出现了运行时出错，这是因为动态加载器不知道到哪里加载libhello.so.1。
解决方法
- 编辑 /etc/ld.so.conf, 将本次测试用目录加入文件中，然后执行ldconf命令
- 执行 export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH,临时方法。
我们这只是测试，所以使用的是临时方法。此时，我们运行测试程序，就会输出正确结果了。
3. 模拟发布动态库
我们将libhello.so.1.0.0和test.c 拷贝到另一个文件夹中。因为程序加载动态库时会寻找符号链接libhello.so.1，所以我们需要执行一下 "ldconfig -n ."，在新文件夹下生成一个符号链接。此时如果运行报错，有可能就是你把终端关了，重新开一个新终端，那么我们就需要再次执行一下刚才那个导出LD_LIBRARY_PATH命令，然后再运行程序。
4. 更新共享库，升级次版本号
/*
* filename:hello.c
* version:1.1.0
*/
#include
void hello(void)
{
printf("Minor Version Number was modified！\n");
}
然后执行
$ gcc -shared -fPIC -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.1.0 hello.c注意：我们这里把libhello.so.1.0.0升级到了libhello.so.1.1.0。前面我们曾经提到，只要libname.x,y.z中，x不变，用户程序就不必修改，即我们这里的test.c无需修改。
再把新生成的libhello.so.1.1.0拷贝到那个模拟发布目录下。把终端切换到模拟发布目录下，执行“ldconfig -n ."，重新生成符号链接。此时的该目录下的文件结构如下：
$ tree
.
├── libhello.so.1 -> libhello.so.1.1.0
├── libhello.so.1.0.0
├── libhello.so.1.1.0
└── test
0 directories, 4 files执行程序，输出修改后的结果。
5. 更新版本库 升级主版本号
再次修改hello.c
/*
* filename:hello.c
* version:2.0.0
*/
#include
void hello(void)
{
printf("Major Version Number was modified！\n");
}
再次编译共享库
$ gcc -shared -fPIC -Wl,-soname,libhello.so.2 -o libhello.so.2.0.0 hello.c
然后把libhello.so.2.0.0拷贝到那个模拟发行目录，执行ldconfig -n .，然后再查看此时的文件结构
$ tree
.
├── libhello.so.1 -> libhello.so.1.1.0
├── libhello.so.1.0.0
├── libhello.so.1.1.0
├── libhello.so.2 -> libhello.so.2.0.0
├── libhello.so.2.0.0
└── test
0 directories, 6 files可以发现生成了两个符号链接，但此时执行程序的话，仍然输出“Minor Version Number was modified!",这是因为我们并没有重新编译test.c,它保存的SONAME仍然是”libhello.so.1",而不是“libhello.so.2"。
本博客参考了以下两个资源，在此致敬
- 程序员的自我修养----链接，装载与库（俞甲子 石凡 潘爱明）
- http://littlewhite.us/archives/301?utm_source=tuicool&utm_medium=referral