Linux学习笔记——如何在交叉编译时使用共享库

0.前言

    在较为复杂的项目中会利用到交叉编译得到的共享库（*.so文件）。在这种情况下便会产生以下疑问，例如：

    【1】交叉编译时的共享库是否需要放置于目标板中，如果需要放置在哪个目录中。

    【2】交叉编译时的共享库是否需要放置于宿主机中，如果需要放置于哪个目录中。

    【3】交叉编译时如何指定共享库

    【4】程序运行时如何查找共享库

    等等问题。

    

    博文总结了使用共享库的一般方法，并通过一个例子说明问题。如果已经有了交叉编译好的共享库，可以从【2】开始，步骤【1】只是为了说明问题，捏造一个简单的共享库试图说明问题。

    【1】交叉编译获得链接库

    【2】交叉编译源文件并加入链接库

    【3】移动动态链接库

    【4】执行

    【必要说明】

    【宿主机】Ubuntu 14.04 AMD64

    【目标板】树莓派

    

    【相关博文】

    【 例说makefile索引博文】

    【 树莓派学习笔记——交叉编译工具链】

    【代码仓库】—— makefile-example

    代码仓库位于bitbucket，可借助TortoiseHg（GUI工具）克隆代码或者在网页中直接下载zip包。    

1.交叉编译获得动态链接库

    本例先制作一个非常简单的共享库，共享库包含两个API——add和sub。

    【libtest.h】

    指定接口，给出相应声明

#ifndef __LIBTEST_H

#define __LIBTEST_H

int sub(int a, int b);

int add(int a, int b);

#endif

    【test-add.c】

int add(int a, int b)

{

    return a+b;

}

    【test-sub.c】

int sub(int a, int b)

{

    return a-b;

}

    【makefile】

    在同目录下包含makefile文件，请替换其中的[tab]，并以代码仓库中的makefile文件为主。编译完成之后，把libtest.so移动到上级lib目录中。请注意此时的交叉工具链为arm-linux-gnueabihf-gcc

 ，目标b

# 指令编译器和选项

CC = arm-linux-gnueabihf-gcc

CFLAGS = -Wall -std=gnu99

# 目标文件

TARGET = libtest.so

# C文件

SRCS = test-add.c test-sub.c

# 目标文件

OBJS = $(SRCS:.c=.o)

# 链接为可执行文件

$(TARGET):$(OBJS)

[tab]$(CC) -shared -o $@ $^

[tab]mv $(TARGET) ../lib

clean:

[tab]rm -rf $(TARGET) $(OBJS)

# 编译规则 $@代表目标文件 $< 代表第一个依赖文件

%.o:%.c

[tab]$(CC) $(CFLAGS) -o $@ -fPIC -c $<

    【必要的验证】

    使用file指令查看libtest.so信息。

    file libtest.so

libtest.so: ELF 32-bit LSB   shared object, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, BuildID[sha1]=e22558b8cf089b92e5534b636c6d501f1cc54581, not stripped
    从控制台的输出信息可以看出，libtest.so运行于ARM平台，而不是宿主机的AMD64平台。

2.交叉编译源文件并加入动态链接库

    【源文件】

#include <stdio.h>

#include <libtest.h>

int main(void)

{

    int a = 3;

    int b = 2;

       

    printf("a=%d\n", a);

    printf("b=%d\n", b);

   

    printf("a+b=%d\n", add(a, b));

    printf("a-b=%d\n", sub(a, b));

    return 0;

}

    【makefile文件】    

# 指定编译器和选项

# 指定树莓派交叉编译器

CC = arm-linux-gnueabihf-gcc

CFLAGS = -Wall -std=gnu99

# 目标文件

TARGET = test

# C文件

SRCS = test.c

# 头文件查找路径

INC = -I.

# 库文件和库查找路径

DLIBS = -ltest

LDFLAGS = -L./lib

# 目标文件

OBJS = $(SRCS:.c=.o)

# 链接为可执行文件

$(TARGET):$(OBJS)

[tab]$(CC) -o $@ $^ $(LDFLAGS) $(DLIBS)

clean:

[tab]rm -rf $(TARGET) $(OBJS)

# 编译规则 $@代表目标文件 $< 代表第一个依赖文件

%.o:%.c

[tab]$(CC) $(CFLAGS) $(INC) -o $@ -c $<

    【说明】

    【1】交叉工具链为arm-linux-gnueabihf-gcc

    【2】指定了交叉编译之后的共享库和共享库路径，链接共享库使用-ltest，共享库位于lib目录下。请注意-ltest对应libtest.so。

    【3】make之后可获得可执行文件，通过file test查看信息。

test: ELF 32-bit LSB   executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.26, BuildID[sha1]=88e4142dceabd295369657b29757141f98a03753, not stripped

    从控制台的输出可以看出，该可执行文件运行平台为ARM，而不是AMD64。

3.移动动态链接库

    【移动共享库至目标板/usr/lib目录中】

    通过FTP工具把共享库传输至树莓派中，然后通过cp指令复制到/usr/lib中

    sudo cp libtest.so /usr/lib

    linux系统中默认的搜多路径为/lib和/usr/lib，libtest.so可以复制到任何目录中。

    修改libtest.so的执行权限。

    sudo chmod 775 libtest.so

4.执行

    【FTP上传】

    通过FTP工具把可执行文件test复制到树莓派中，然后通过ldd指令查看共享库链接状态。

    【检验】

    ldd test

/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libcofi_rpi.so (0xb6f7f000)
libtest.so => /usr/lib/libtest.so (0xb6f6b000)
libc.so.6 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libc.so.6 (0xb6e3b000)
/lib/ld-linux-armhf.so.3 (0xb6f8d000)

    从控制台的输出可以看出，test成功链接了位于/usr/lib中的libtest.so

    【执行】

    ./test
a=3
b=2
a+b=5
a-b=1

    从执行结果看，前面所做的努力是正确的。

5.总结

    回答在前言中的问题。

    【1】交叉编译时的共享库是否需要放置于目标板中，如果需要放置在哪个目录中。

    交叉编译之后的共享库需要复制到目标板中，最好放置于/usr/lib或/lib中，当然也有其他的方法，在这里不详细说明。

    【2】交叉编译时的共享库是否需要放置于宿主机中，如果需要放置于哪个目录中。

    交叉编译时确切的说链接过程中需要指定共享库的问题，通过-L指定目录，通过-l指定共享库名称。但是此时交叉编译的共享库最好不要放置于宿主机的/lib或/usr/lib中，以免产生混淆。

    综合【1】和【2】，libtest.so同时存在于目标板和宿主机中。

    【3】交叉编译时如何指定共享库

    通过-L指定目录，通过-l指定共享库名称

    【4】程序运行时如何查找共享库

    最直观的方法，复制到/usr/lib目录中，让linux系统自动查找。

    最后，发现博文写多了自己感觉好累啊，希望这些总结对大家有用。