作者：楊碩,華清遠(yuǎn)見嵌入式學(xué)院講師。

1）基本概念

共享庫也是.o文件的集合，但是這些文件由編譯器按照一種特殊的方式生成（Linux中，共享庫文件為"ELF"格式，共享庫已經(jīng)具備了可執(zhí)行條件）。

共享庫的代碼是在可執(zhí)行程序運(yùn)行時(shí)才載入內(nèi)存的，在編譯過程中僅簡單的引用，因此代碼體積較小。

模塊中各個(gè)成員的地址（變量引用和函數(shù)）都是相對(duì)地址。使用此共享庫的程序在運(yùn)行時(shí)，共享庫被動(dòng)態(tài)加載到內(nèi)存中并和主程序在內(nèi)存中進(jìn)行鏈接。多個(gè)可執(zhí)行程序可以共享庫文件的代碼段（不共享數(shù)據(jù)段）。

共享庫的成員對(duì)象可以被執(zhí)行（由libdl.so提供支持）。

2）如何建立和使用共享庫

1、編寫源文件：

源碼一：my_strcpy.c:（實(shí)現(xiàn)一個(gè)strcpy的功能）

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

void my_strcpy(char *des, const char *src)

{

while (*des++ = *src++);

}

源碼二：my_strcmp.c(實(shí)現(xiàn)一個(gè)strcmp的功能)

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

int my_strcmp(const char *obj1, const char *obj2)

{

while (*obj1 && *obj2)

{

if (*obj1 - *obj2)

{

return (*obj1 - *obj2);

}

else

{

obj1++;

obj2++;

}

}

return 0;

}

2、生成.o文件

gcc -fPIC -c my_strcpy.c my_strcmp.c

注意：這里與建立靜態(tài)庫有所不同的是要加上參數(shù)-fPIC，意思是生成與位置無關(guān)的代碼，因?yàn)楣蚕韼戽溄拥臅r(shí)候使用的都是相對(duì)地址（偏移量），所以必須指定這項(xiàng)參數(shù)。

3、建立共享庫

gcc -shared -Wl,-soname,libmylib.so.1 -o libmylib.so.1 *.o

-shared代表要建立共享庫，-Wl, option代表把選項(xiàng)option傳給鏈接器，這里就是把soname傳給鏈接器，用于指定共享庫的版本編號(hào)，-o后面是實(shí)際的共享庫名稱。注意，這里共享庫的版本號(hào)和它的實(shí)際名稱一樣，這樣我們就不必再建立符號(hào)鏈接指向?qū)嶋H的名稱，可以省去一個(gè)符號(hào)鏈接。共享庫的版本號(hào)是保存在實(shí)際的庫里的，我們可以執(zhí)行這個(gè)命令：readelf –a libmylib.so.1 | grep libmylib.so.1，就可以看到：

0x0000000e (SONAME) Library soname: [libmylib.so.1]

共享庫里的這個(gè)版本編號(hào)是留給動(dòng)態(tài)加載器（dl）用的，dl會(huì)到庫里去找這個(gè)版本號(hào)，完成動(dòng)態(tài)加載的功能。

現(xiàn)在動(dòng)態(tài)加載器可以找到我們創(chuàng)建的共享庫了，不過編譯器暫時(shí)還找不到這個(gè)庫，我們必須建立一個(gè)軟鏈接到實(shí)際的庫文件，而且這個(gè)軟鏈接的文件名必須是以lib開頭，以.so結(jié)尾的，這是編譯器要求的格式。所以我們只需要執(zhí)行：ln –s libmylib.so.1 libmylib.so就可以了。

也就是說，共享庫和靜態(tài)庫不同，靜態(tài)庫只是在編譯的時(shí)候需要，而共享庫在編譯和加載的時(shí)候都需要，因?yàn)樗]有被真正編譯進(jìn)可執(zhí)行程序，程序里面只是保存了對(duì)庫函數(shù)的符號(hào)引用。

4、測試共享庫

測試代碼main.c和靜態(tài)庫的相同

編譯：gcc –o main main.c –L. –lmylib

我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：編譯可以通過，但是執(zhí)行./main終端會(huì)打印出：

./main: error while loading shared libraries: libmylib.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory

這條信息說明加載共享庫的時(shí)候出錯(cuò)，加載器找不到libmylib.so.1這個(gè)共享庫，為什么？這是因?yàn)榧虞d器默認(rèn)的情況下只會(huì)到系統(tǒng)指定的路徑下去加載共享庫，指定路徑包括：/usr/lib/和/lib/。要解決這個(gè)問題可以有兩個(gè)辦法，一是執(zhí)行：export LD_LIBRARY_PATH=./把當(dāng)前路徑添加到加載器加載路徑的環(huán)境變量里面去，當(dāng)然這樣做的話每打開一次終端都要重新執(zhí)行一遍這個(gè)命令；第二種方法是可以在/usr/lib/下或者/lib/下建立一個(gè)軟鏈接libmylib.so.1指向真正的庫文件libmylib.so.1，這樣加載每次都可以找到我們的庫文件了，不過我們不推薦這種做法，除非我們制作的共享庫很成熟而且經(jīng)常被用到。

這次再執(zhí)行./main就可以看到結(jié)果：

hello linux.

hello world.

s1 < s2

3）小結(jié)

共享庫也是.o文件的集合，但它是ELF格式的。

共享庫只是在程序開始運(yùn)行時(shí)載入，在編譯時(shí)，只要簡單地指定需要使用的庫函數(shù)。

動(dòng)態(tài)庫是共享庫的另一種變化形式。動(dòng)態(tài)庫也是在程序運(yùn)行時(shí)載入，但與共享庫不同的是，使用的庫函數(shù)不實(shí)在程序運(yùn)行開始，而是在程序中的語句需要使用該函數(shù)時(shí)才載入。動(dòng)態(tài)庫可以在程序運(yùn)行期間釋放動(dòng)態(tài)庫所占用的內(nèi)存。共享庫和動(dòng)態(tài)庫并沒有在程序中包含庫函數(shù)的內(nèi)容，只是包含了對(duì)其的引用，因此代碼的規(guī)模較小。

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