Linux动态链接库的生成和使用

1. 编写C程序

比如编写myfunc.c文件，里面包含两个函数，一个是say_hello，另一个是cal_sum。

#include "myfunc.h"

void say_hello()

{

    printf("hello world\n");

}

int cal_sum(int x, int y)

{

    return x + y;

}

为myfunc.c编写接口文件

#ifndef __MY_FUNC_H

#define __MY_FUNC_H

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

void say_hello();

int cal_sum(int x, int y);

#endif

2. 编译动态链接库

首先编译myfunc.c：

gcc -c -fPIC -o myfunc.o myfunc.c

-c 表示只编译（compile），而不链接，输出目标文（obj文件）。

-o 表示输出文件的文件名。

-fPIC PIC指Position Independent Code，生成适合在共享库中使用的与位置无关的代码。编译成共享库要求此选项。适用于动态链接并避免对全局偏移表大小的任何限制。

生成共享库文件libmyfunc.so

gcc -shared myfunc.o -o libmyfunc.so

-share 生成一个共享对象，然后可以与其他对象链接以形成可执行文件。

两条命令合成一条就是：

gcc -fPIC -shared myfunc.c -o libmyfunc.so

3. 使用共享库

接下来我们使用test.c来调用共享库。test.c内容如下：

#include "myfunc.h"

int main(int argc, char const *argv[])

{

    int result = 0;

    say_hello();

    result = cal_sum(2, 3);

    printf("%d\n", result);

    return 0;

}

编译上述包含.h头文件的程序，GCC编译器需要知道头文件的位置

对于#include <...>，GCC编译器会在默认include搜索路径中寻找。
对于#include "..."，GCC编译器会在当前路径搜索.h文件。你也可以使用-I选项提供额外的搜索路径，比如-I /home/test/。

除此之外，GCC编译器还需要知道我们用了哪个库文件，库文件在哪里

使用-l选项说明库文件的名字。这里，我们使用的是libmyfunc.so库文件，所以选项是这样写的：-l myfunc
使用-L选项说明库文件的路径。这里，我们的库文件是在当前路径，所以选项是这样写的：-L .(.表示当前路径)。

所以，最终我们链接库文件生成的可执行文件命令是这样的：

gcc -o test test.c -l myfunc -L .

附加：

可以使用下面的命令，来获知系统的include默认搜索路径:

$ gcc -print-prog-name=cc1 -v

获知库默认搜索路径:

$ gcc -print-search-dirs

4. 执行程序

$ ./test

执行程序后发现出现这样的情况：

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

这是因为执行程序的时候，操作系统不知道libmyfunc.so的位置，系统无法找到libmyfunc.so库文件。尽管我们用GCC编译的时候，用-L选项提供了libmyfunc.so文件的位置，但是这个信息并没有被写入到可执行程序里面。下面用命令ldd命令测试（ldd命令是用于显示可执行文件所依赖的库）：

$ ldd test

    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffccc9fe000)

    libmyfunc.so => not found

    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f0d31a44000)

    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f0d31e0e000)

可以看出可执行文件test无法找到libmyfunc.so库文件。

解决办法有几个：

将libmyfunc.so放到gcc默认搜索目录，比如/usr/lib/x86_64-linux-gnu或者/lib/x86_64-linux-gnu都可以，这样做简单粗暴。但要是这样做的话，需要root权限来完成，除此之外，我感觉污染了整个系统。
在/etc/ld.so.conf.d目录下新建一个.conf文件，比如mylib.conf，在里面添加第三方库（libmyfunc.so）目录路径
设置LD_LIBRARY_PATH环境变量，比如export LD_LIBRARY_PATH=.。设置这个环境变量之后，操作系统将在先在LD_LIBRARY_PATH下搜索库文件，再到默认路径中搜索文件。这样，可执行文件就可以在LD_LIBRARY_PATH中找到第三方库（libmyfunc.so）的位置。
编译的时候添加-Wl,-rpath选项，比如gcc -o test test.c -l myfunc -L . -Wl,-rpath=.。-Wl选项告诉编译器将后面的参数传递给链接器

最后运行可执行文件test的结果：

$ gcc -o test test.c -l myfunc -L . -Wl,-rpath=.

$ ./test

hello world

5

5. 参考资料