gcc动态链接库基本知识

一、GNU gcc的编译工具用法

我们先来写一个简单的C程序：hello.c

1. #include <stdio.h>
2.
3. void print_hello() {
4. printf("Hello World\n");
5. }
6.
7. int main(int argc, char argv[]) {
8. print_hello();
9. return 0;
10. }


定义了一个print_hello函数，调用main函数打印Hello World。

如何编译它呢？

1. gcc -o hello -O2 hello.c

-o参数指定生成的可执行程序的文件名， -O2是优化级别。该命令会编译生成hello可执行程序，看看这个文件：ls -l hello
C代码 复制代码

1. -rwxr-xr-x 1 robbin users 11939 2008-11-02 13:48 hello

有11KB大小。

看看他链接了哪些系统动态链接库，用ldd命令：

1. ldd hello

输出信息为：

1. libc.so.6 => /lib64/tls/libc.so.6 (0x0000002a9566d000)
2. /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x0000002a95556000)

libc是C语言标准函数库，ld是动态链接器。

接着我们看看hello这个程序里面有哪些符号，用nm命令：

1. nm hello

输出：

1. 00000000005008f8 A __bss_start
2. 000000000040043c t call_gmon_start
3. ......
4. 00000000004004f0 T main
5. 0000000000500658 d p.0
6. 00000000004004e0 T print_hello
7. U puts@@GLIBC_2.2.5
8. 0000000000400410 T _start

中间省略了一些，不过我们还是可以在符号表里面找到函数定义。

hello有11KB，体积偏大，去处符号表可以给它瘦身，我们用strip命令：

1. strip hello

然后再ls -l hello，输出为：
1. -rwxr-xr-x 1 webuser users 4464 2008-11-02 13:56 hello

只有4.4KB了，瘦身效果明显！ 不过这次符号表再也看不到了，nm hello，输出为：nm: hello: no symbols。

最后如果我们想从可执行程序里面提取出来一点什么文本信息的话，还可以用strings命令：

1. strings hello

输出信息为：

1. /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
2. SuSE
3. libc.so.6
4. puts
5. __libc_start_main
6. __gmon_start__
7. GLIBC_2.2.5
8. t fff
9. Hello World

友情提醒一下，如果你用Java写一个HelloWorld.java，编译以后你也可以用strings窥探一番。

二、动态共享库怎么使用

这次我们把hello.c拆开成为两个文件：hello.c和main.c。hello.c的代码是：

1. #include <stdio.h>
2.
3. void print_hello() {
4. printf("Hello World\n");
5. }

而main.c的代码是：

1. int main(int argc, char argv[]) {
2. print_hello();
3. return 0;
4. }

hello.c是我们的动态共享库，在hello.c里面我们声明和实现了各种公用的函数，最后main.c可以去调用这些公用函数。首先我们要

把hello.c编译成为动态共享库：
C代码 复制代码

1. gcc -o libhello.so -O2 -fPIC -shared hello.c

-fPIC参数声明链接库的代码段是可以共享的，-shared参数声明编译为共享库。请注意这次我们编译的共享库的名字叫做

libhello.so，这也是Linux共享库的一个命名的惯例了：后缀使用so，而名称使用libxxxx格式。

然后编译main.c的时候，我们需要更多的参数让gcc知道如何寻找共享库：

1. gcc -o main -O2 -L. -lhello main.c

-L参数指定到哪个附加路径下面去寻找共享库，现在我们指定在当前目录下面寻找；
-l参数指定链接到哪个共享库上面，我们传的参数hello，那么gcc就会自动链接到libhello.so这个共享库上面(注意我们上面说的

libXXXX.so命名规则)；
-I参数指定到哪个附加路径下面去寻找h文件，这个我们没有使用。

最后我们成功编译好了main，执行一下，报错：
引用
./main: error while loading shared libraries: libhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory


找不到libhello.so这个共享库，怎么回事？这是因为libhello.so并不在操作系统默认的共享库的路径下面，我们可以临时指定一下

链接路径：

1. export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH

这样就成功了。我们用ldd main看一下：

1. libhello.so => ./libhello.so (0x0000002a9566d000)
2. libc.so.6 => /lib64/tls/libc.so.6 (0x0000002a9576e000)
3. /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x0000002a95556000)

这次main程序链接到了libhello.so这个共享库上面。

三、关于Linux的动态共享库的设置

可执行程序找不到要链接的动态共享库，这是Linux上面编译和运行程序很容易碰到的问题，通过上面的小例子，我们已经大致了解

共享库的一点基本原理，接下来我们要探讨一下怎么设置程序寻找动态共享库的行为。

Linux操作系统上面的动态共享库大致分为三类：

1、操作系统级别的共享库和基础的系统工具库

比方说libc.so, libz.so, libpthread.so等等，这些系统库会被放在/lib和/usr/lib目录下面，如果是64位操作系统，还会

有/lib64和/usr /lib64目录。如果操作系统带有图形界面，那么还会有/usr/X11R6/lib目录，如果是64位操作系统，还

有/usr/X11R6 /lib64目录。此外还可能有其他特定Linux版本的系统库目录。

这些系统库文件的完整和版本的正确，确保了Linux上面各种程序能够正常的运行。

2、应用程序级别的系统共享库

并非操作系统自带，但是可能被很多应用程序所共享的库，一般会被放在/usr/local/lib和/usr/local/lib64这两个目录下面。很多

你自行编译安装的程序都会在编译的时候自动把/usr/local/lib加入gcc的-L参数，而在运行的时候自动到/usr/local/lib下面去寻

找共享库。

以上两类的动态共享库，应用程序会自动寻找到他们，并不需要你额外的设置和担心。这是为什么呢？因为以上这些目录默认就被加

入到动态链接程序的搜索路径里面了。Linux的系统共享库搜索路径定义在/etc/ld.so.conf这个配置文件里面。这个文件的内容格式

大致如下：


1. /usr/X11R6/lib64
2. /usr/X11R6/lib
3. /usr/local/lib
4. /lib64
5. /lib
6. /usr/lib64
7. /usr/lib
8. /usr/local/lib64
9. /usr/local/ImageMagick/lib


假设我们自己编译安装的ImageMagick图形库在/usr/local/ImageMagick目录下面，并且希望其他应用程序都可以使用ImageMagick的

动态共享库，那么我们只需要把/usr/local/ImageMagick/lib目录加入/etc /ld.so.conf文件里面，然后执行：ldconfig 命令即可

。

ldcofig将搜索以上所有的目录，为共享库建立一个缓存文件/etc/ld.so.cache。为了确认ldconfig已经搜索到ImageMagick的库，我

们可以用上面介绍的strings命令从ld.so.cache里面抽取文本信息来检查一下：

1. strings /etc/ld.so.cache | grep ImageMagick

输出结果为：

1. /usr/local/ImageMagick/lib/libWand.so.10
2. /usr/local/ImageMagick/lib/libWand.so
3. /usr/local/ImageMagick/lib/libMagick.so.10
4. /usr/local/ImageMagick/lib/libMagick.so
5. /usr/local/ImageMagick/lib/libMagick++.so.10
6. /usr/local/ImageMagick/lib/libMagick++.so


已经成功了！

3、应用程序独享的动态共享库

有很多共享库只被特定的应用程序使用，那么就没有必要加入系统库路径，以免应用程序的共享库之间发生版本冲突。因此Linux还

可以通过设置环境变量 LD_LIBRARY_PATH来临时指定应用程序的共享库搜索路径，就像我们上面举的那个例子一样，我们可以在应用

程序的启动脚本里面预先设置 LD_LIBRARY_PATH，指定本应用程序附加的共享库搜索路径，从而让应用程序找到它。

具体如下：

1）新建自己的头文件路径/home/user/workspace/include和库文件路径/home/user/workspace/lib，这两个目录用来存放我自己编写的头文件和库文件；
（2）接下来写个头文件和库文件作测试，在/home/user/workspace/include下新建文件test.h，在/home/user/workspace/lib下新建test.c，test.h中是一些函数原型，test.c是函数的实现；
（3）通过命令gcc -fPIC -shared -o libtest.so test.c在/home/user/workspace/lib生成了一个动态链接库文件libtest.so；
（4）现在把库文件路径添加进.bash_profile文件，添加内容如下：
# my code
C_INCLUDE_PATH=/home/cheney/workspace/include
export C_INCLUDE_PATH
LD_LIBRARY_PATH=/home/cheney/workspace/lib
export LD_LIBRARY_PATH
然后通过source .bash_profile把.bash_profile文件即时更新了