gcc编译动态和静态链接库

原文出处：http://hi.baidu.com/xiaoyue1800/item/416e9f110d8e3f9599ce33d2

 

我们通常把一些公用函数制作成函数库，供其它程序使用。函数库分为静态库和动态库两种。
静态库在程序编译时会被连接到目标代码中，程序运行时将不再需要该静态库。动态库在程
序编译时并不会被连接到目标代码中，而是在程序运行是才被载入，因此在程序运行时还需
要动态库存在。本文主要通过举例来说明在 Linux中如何创建静态库和动态库，以及使用它
们。 

第1步：编辑得到举例的程序--hello.c和 test.c； 

测试程序test.c调用了公用函数 my_lib_function。 

hello.c: 

#include <stdio.h> 

void my_lib_function() 

{ 

printf("library routine called\n"); 

} 

test.c: 

int main() 

{ 

my_lib_function(); 

return 0; 

} 



第2步：将hello.c编译成.o文件； 


无论静态库，还是动态库，都是由.o 文件创建的(动态库可以直接通过.c)。因此，我们必须
将源程序hello.c通过 gcc先编译成.o文件。 

在系统提示符下键入以下命令得到 hello.o文件。 

# gcc -c hello.c 

第3步：由.o文件创建静态库； 

静态库文件名的命名规范是以 lib为前缀，紧接着跟静态库名，扩展名为.a。 

例如：我们将创建的静态库名为 myhello，则静态库文件名就是 libmyhello.a。在创建和使用
静态库时，需要注意这点。创建静态库用ar命令。 

在系统提示符下键入以下命令将创建静态库文件libmyhello.a。 

# ar crv libmyhello.a hello.o 

第4步：在程序中使用静态库； 

静态库制作完了，如何使用它内部的函数呢？只需要在使用到这些公用函数的源程序中包含
这些公用函数的原型声明，然后在用 gcc 命令生成目标文件时指明静态库名，gcc 将会从静
态库中将公用函数连接到目标文件中。注意，gcc会在静态库名前加上前缀 lib，然后追加扩
展名.a得到的静态库文件名来查找静态库文件。 

# gcc -o test test.c -L. -lmyhello 

# ./test 

library routine called 

我们删除静态库文件试试公用函数 hello是否真的连接到目标文件 hello中了。 

# rm libmyhello.a 
# ./test 

library routine called 

程序照常运行，静态库中的公用函数已经连接到目标文件中了。 

我们继续看看如何在Linux中创建动态库。我们还是从.o文件开始。 

第5步：由.o文件创建动态库文件； 

动态库文件名命名规范和静态库文件名命名规范类似，也是在动态库名增加前缀 lib，但其
文件扩展名为.so。 

例如：我们将创建的动态库名为 myhello，则动态库文件名就是 libmyhello.so。用 gcc来创建
动态库。 

在系统提示符下键入以下命令得到动态库文件libmyhello.so。 

# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o 

也可以由.c文件直接创建动态库：gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.c 

我们照样使用ls命令看看动态库文件是否生成。 

第6步：在程序中使用动态库； 

在程序中使用动态库和使用静态库完全一样，也是在使用到这些公用函数的源程序中包含这
些公用函数的原型声明，然后在用 gcc命令生成目标文件时指明动态库名进行编译。我们先
运行gcc命令生成目标文件，再运行它看看结果。 

# gcc -o test test.c -L. -lmyhello 

# ./test 

./test: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such 
file or directory 
哦！出错了。快看看错误提示，原来是找不到动态库文件 libmyhello.so。程序在运行时，会
在/usr/lib和/lib等目录中查找需要的动态库文件。若找到，则载入动态库，否则将提示类似
上述错误而终止程序运行。我们将文件libmyhello.so复制到目录/usr/lib 中，再试试。 

# mv libmyhello.so /usr/lib 

# ./test 

library routine called 

成功了。这也进一步说明了动态库在程序运行时是需要的。 

如果出现：error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot restore segment prot after 
reloc: Permission denied 错误原因在于selinux禁用了访问此共享库 

解决办法：关闭selinux 

1、编辑/etc/selinux/config文件，找到SELINUX=enforcing，改为 SELINUX=disabled 

2、编辑/etc/sysconfig/selinux 文件，找到SELINUX=enforcing，改为 SELINUX=disabled 

3、重启电脑 


第7步：继续； 

我们回过头看看，发现使用静态库和使用动态库编译成目标程序使用的gcc命令完全一样，
那当静态库和动态库同名时，gcc命令会使用哪个库文件呢？抱着对问题必究到底的心情，
来试试看。 

先删除其他文件，只留 hello.c test.c hello.o 

# rm -f test /usr/lib/libmyhello.so 
在来创建静态库文件libmyhello.a 和动态库文件libmyhello.so。 

# ar cr libmyhello.a hello.o 

# gcc �Cshared �CfPCI -o libmyhello.so hello.o 

# ls 

hello.c hello.o libmyhello.a libmyhello.so test.c 

通过上述最后一条 ls命令，可以发现静态库文件 libmyhello.a 和动态库文件 libmyhello.so 都
已经生成，并都在当前目录中。 

# gcc -o test test.c -L. -lmyhello 

# ./test 

./test: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such 
file or directory 

从程序hello运行的结果中很容易知道，当静态库和动态库同名时， gcc命令将优先使用动
态库。 

Note：

编译参数解析 
最主要的是GCC命令行的一个选项: 
-shared 该选项指定生成动态连接库（让连接器生成 T 类型的导出符号表，有时候也生成弱
连接W类型的导出符号），不用该标志外部程序无法连接。相当于一个可执行文件 
-fPIC：表示编译为位置独立的代码，不用此选项的话编译后的代码是位置相关的所以动态载
入时是通过代码拷贝的方式来满足不同进程的需要，而不能达到真正代码段共享的目的。 
-L.：表示要连接的库在当前目录中 
-ltest：编译器查找动态连接库时有隐含的命名规则，即在给出的名字前面加上 lib，后面加
上.so来确定库的名称 
LD_LIBRARY_PATH：这个环境变量指示动态连接器可以装载动态库的路径。 
当然如果有root权限的话，可以修改/etc/ld.so.conf 文件，然后调用 /sbin/ldconfig来达到同
样的目的，不过如果没有 root权限，那么只能采用输出 LD_LIBRARY_PATH 的方法了。 

调用动态库的时候有几个问题会经常碰到，有时，明明已经将库的头文件所在目录通过 “-I” include 进来了，库所在文件通过 “-L”参数引导，并指定了“-l”的库名，但通过 ldd命令
察看时，就是死活找不到你指定链接的 so 文件，这时你要作的就是通过修改 
LD_LIBRARY_PATH或者/etc/ld.so.conf 文件来指定动态库的目录。通常这样做就可以解决库无
法链接的问题了。 

 

今天要用到静态库和动态库，于是写了几个例子来巩固一下基础。

hello1.c
――――――――――――――――――――
#include <stdio.h>

void print1(int i)
{
int j;
for(j=0;j<i;j++)
{
printf("%d * %d = %d\n",j,j,j*j);
} 
}

hello2.c
_________________________________________________
#include <stdio.h>

void print2(char *arr)
{
char c;
int i=0;
while((c=arr[i++])!='\0')
{
printf("%d****%c\n",i,c);
}
}

hello.c
____________________________________________________
void print1(int);
void print2(char *);

int main(int argc,char **argv)
{
int i=100;
char *arr="THIS IS LAYMU'S HOME!";
print1(i);
print2(arr);

return 0;
}

可以看到hello.c要用到hello1.c中的print1函数和hello2.c中的print2函数。所以可以把这两个函数组合为库，以供更多的程序作为组件来调用。

方法一：将hello1.c和hello2.c编译成静态链接库.a
[root@localhost main5]#gcc -c hello1.c hello2.c //将hello1.c和hello2.c分别编译为hello1.o和hello2.o，其中-c选项意为只编译不链接。
[root@localhost main5]#ar -r libhello.a hello1.o hello2.o //将hello1.o和hello2.o组合为libhello.a这个静态链接库
[root@localhost main5]#cp libhello.a /usr/lib //将libhello.a拷贝到/usr/lib目录下，作为一个系统共享的静态链接库
[root@localhost main5]#gcc -o hello hello.c -lhello //将hello.c编译为可执行程序hello，这个过程用到了-lhello选项，这个选项告诉gcc编译器到/usr/lib目录下去找libhello.a的静态链接库

以上的过程类似于windows下的lib静态链接库的编译及调用过程。

方法二：将hello1.o和hello2.o组合成动态链接库.so
[root@localhost main5]#gcc -c -fpic hello1.c hello2.c //将hello1.c和hello2.c编译成hello1.o和hello2.o，-c意为只编译不链接，-fpic意为位置独立代码，指示编译程序生成的代码要适合共享库的内容这样的代码能够根据载入内存的位置计算内部地址。
[root@localhost main5]#gcc -shared hello1.o hello2.o -o hello.so //将hello1.o和hello2.o组合为shared object，即动态链接库
[root@localhost main5]#cp hello.so /usr/lib //将hello.so拷贝到/usr/lib目录下
[root@localhost main5]#gcc -o hello hello.c hello.so //将hello.c编译链接为hello的可执行程序，这个过程用到了动态链接库hello.so

在这里要废话几句，其实一切的二进制信息都有其运作的机制，只要弄清楚了它的机制，并能够实现之，则任何此时此刻无法想象之事都将成为现实。当然，这两者之间的巨大鸿沟需要顶级的设计思想和顶级的代码来跨越。