【程序员的自我修养】8. Linux共享库的组织

共享库版本

共享库兼容性

 更新方式：

• 兼容更新：在原有的基础上添加内容，原有接口保持不变
• 不兼容更新：原有接口改变，使用该共享库原有的接口程序可能不能允许或运行不正常

ABI接口（二进制接口）：包含函数的堆栈接口、符号命名、参数规则和数据结构的内存分布

导致C语言共享库ABI改变的行为包括：

• 函数的产生的结果和之前不一样
• 函数被删除
• 数据结构发生变化，如结构成员的删除、顺序改变等
• 函数接口发生改变，如函数参数和返回值改变

对于C++的ABI来说，不同的编译器对C++特性的支持方案不同且互不兼容，要注意以下几点：

• 不在接口类中使用虚函数，不随意增删改虚函数，因为会导致虚函数结构表发生变化
• 不要改变类中任何成员变量的位置和类型
• 不要删除非内嵌的public或protected成员函数
• 不要改变成员函数的访问权限
• 不要在接口中使用模板
• 干脆不要使用C++作为共享库接口

共享库版本命名

共享库版本的命名规则：libname.so.x.y.z

• 前缀lib
• name：库的名字
• .so：共享库的标识
• x：主版本号
  • 表示库的重大升级
  • 不同主版本号的库之间不兼容
• y：次版本号
  • 表示库的增量升级，即增加新的接口符号，且保持原来的符号不变
  • 在主版本号相同的情况下，高的次版本号向下兼容
• z：发布版本号
  • 表示错误的的修正、性能的改进等，不增加任何新的接口，也不对接口更改
  • 相同的主版本号和次版本号，不同的发布版本号之间完全兼容

Glibc不适用这种规则，部分库的命名规则如下

• C语言库：libc-x.y-z.so
• 动态链接库：ld-x.y.z.so

SO-NAME

一种命名机制：

• 共享库版本名称保留主版本号，去掉次版本号和发布版本号
• 在共享库目录下创建软连接，指向主版本号相同，次版本号和发布版本号最新的共享库

$ ls -l /usr/lib32/libstdc++*
lrwxrwxrwx 1 root root      19 Jul  9  2023 /usr/lib32/libstdc++.so.6 -> libstdc++.so.6.0.28
-rw-r--r-- 1 root root 1906424 Jul  9  2023 /usr/lib32/libstdc++.so.6.0.28

作用：

• 在编译的时候，所有依赖共享库的模块，都是用SO-NAME，不使用具体版本号
• 如果使用具体版本，系统将保留大量的各个版本的共享库，浪费磁盘和内存空间

$ readelf -d /usr/lib32/libc.so.6 
Dynamic section at offset 0x1e7d6c contains 26 entries:
  Tag        Type                         Name/Value
 0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [ld-linux.so.2]

• 当版本库升级的时候，如果只做增量升级，直接修改软连接指向最新的版本即可升级
• 如果是主版本号升级，系统中会保存多个SO-NAME，已有程序不影响

系统中有一个工具：ldconfig

• 当更新共享库时，该工具会遍历所有默认共享库的目录，更新软连接，指向最新版本库
• 如果是安装一个新的共享库，该工具会创建相应的软连接

链接名：在编译时候使用需要链接到某个库，如libXXX.so.2.6.1，XXX称为链接名

• 只需要在命令行指定 gcc -lXXX，编译器会在-L指定目录搜索最新版本的XXX库
• 并且根据参数指定不同版本（指定参数 -lc）
  • -static，系统会查找静态版本库，如 libc.a
  • -Bdynamic，系统会查找最新动态版本库，如 libc.so.x.y.z