C/C++知识点之UNIX环境下用C语言写静态库与动态库
小标 2018-11-26 来源 : 阅读 1040 评论 0

摘要:本文主要向大家介绍了C/C++知识点之UNIX环境下用C语言写静态库与动态库,通过具体的内容向大家展示,希望对大家学习C/C++知识点有所帮助。

本文主要向大家介绍了C/C++知识点之UNIX环境下用C语言写静态库与动态库,通过具体的内容向大家展示,希望对大家学习C/C++知识点有所帮助。

静态库,动态库用UNIX 的术语来说,或者叫做归档文件(archive 常以.a 结尾)和共享对象(share object 常以lib 开头.so 结尾)更为准确。静态库,动态库可能是WINDOWS 下的术语,但两者的概念是一样的。下面统一说静态库和动态库。

静态库,就是一大堆object (CC ,CC 在LINUX 下其实是软件链接到GCC 的,编译后默认为.o 结尾的)的集合。静态库就是用ar 等工具集合在一起。在编译的时候,连接器就会将这部分代码嵌入到目标代码里。
动态库,也是一大堆object 的集合(编译成动态或静态,只是编译选项的不同)。不同的时,在编译的时候,连接器并没有将这部分代码嵌入到目标代码里,而在运行时的时候,才加载代码。
由此,一般情况下用静态库一般都比动态库大。
 
一、静态库编写
以简单起见,写个非常简单例子。
 
//hello.h
#ifndef _HELLO_H
#define _HELLO_H
 
void sayhello(const char* msg);
void saygoodbye(const char* msg);
 
#endif
 
//hello.c
#include "hello.h"
#include 
#include 
#include 
 
void sayhello(const char* msg)
{
char wel[] = "welcome to invoke sayhello function/n";
char hellomsg[BUFSIZ] = "hello, ";
 
write(STDOUT_FILENO, wel, strlen(wel)+1);
strcat(hellomsg, msg);
strcat(hellomsg, "/n");
write(STDOUT_FILENO, hellomsg, strlen(hellomsg)+1);
}
void saygoodbye(const char* msg)
{
char wel[] = "welcome to invoke saygoodbye function/n";
char goodbyemsg[BUFSIZ] = "goodbye, ";
 
write(STDOUT_FILENO, wel, strlen(wel)+1);
strcat(goodbyemsg, msg);
strcat(goodbyemsg, "/n");
write(STDOUT_FILENO, goodbyemsg, strlen(goodbyemsg)+1);
}
先编译
[heidong@bogon hellolib]$ gcc -Wall -c hello.c
上面命令将产生hello.o 的obj 文件。(PS 一下:注意到bogon 了吗?你可以猜测我的网络环境)。-Wall 表示打开所有的编译警告。-c 表示只编译不连接。
再创建静态库
[heidong@bogon hellolib]$ ar -cru libhello.a hello.o
一般库文件是以lib 开头的,链接的时候不必指定lib 前缀。-cru 表示创建并替换为最新的。具体各个参数参看ar 的man 页。为了方便,抄袭一些来,鲁迅说拿来主义。
 
Option Name Example
-d Delete ar -d  
-r Replace ar -r  
-t Table list ar -t 
-x Extract ar -x  
-v Verbose ar -v
-c Create ar -c 
-ru Update object ar -ru  
至此,文件如下
[heidong@bogon hellolib]$ ls
hello.c hello.h hello.o libhello.a
 
测试
//statictest.c
#include "hello.h"
 
int main(int argc, char**argv)
{
char msg[] = "heidong";
sayhello(msg);
saygoodbye(msg);
return 0;
}
 
编译
[heidong@bogon hellolib]$ gcc -o statictest.o statictest.c -L. -lhello
-L. 表示将当前目录添加到库查找目录里。系统标准的库目录是/usr/lib, /lib, /usr/local/lib 等等。-lhello 表示连接libhello 这个静态库。
测试
[heidong@bogon hellolib]$ ./statictest.o
welcome to invoke sayhello function
hello, heidong
welcome to invoke saygoodbye function
goodbye, heidong
 
工作了。
 
二、动态库
代码依然是用上面的,但是编译的选项却不同。
编译
[heidong@bogon hellolib]$ gcc -c hello.c -fPIC
[heidong@bogon hellolib]$ gcc -shared hello.o -o libhello.so
[heidong@bogon hellolib]$ gcc -o statictest.o statictest.c -L. -lhello
-fPIC 表示位置独立的。具体是什么的缩写不知道。第一行生成 hello.o ,第二行将生成动态库libhello.so 。第三行的意思我上面所说的一样。
测试
[heidong@bogon hellolib]$ ./statictest.o
./statictest.o: error while loading shared libraries: libhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory
 
咦,出错,原因就是找不到 libhello.so 这个动态库。有两个解决办法。第一,最简单的就是将库文件复制到系统库目录。需要根用户权限。第二种办法,添加 LD_LIBRARY_PATH 环境变量为所在库的目录。
再次测试
[heidong@bogon hellolib]$ export LD_LIBRARY_PATH=./
[heidong@bogon hellolib]$ ./statictest.o
welcome to invoke sayhello function
hello, heidong
welcome to invoke saygoodbye function
goodbye, heidong
 
Ok 啦。
可以用ldd 查看依赖于哪些库。
[heidong@bogon hellolib]$ ldd statictest.o
linux-gate.so.1 => (0x00ddf000)
libhello.so => ./libhello.so (0x00e98000)
libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00b2a000)
/lib/ld-linux.so.2 (0x00232000)
可见,除了我们的库外,还有额外三个。 libc.so.6 为标准C 的库, lib/ld-linux.so.2为动态连接/加载的库。至于第一个,不太清楚,网上说是“linux-gate.so.1 文件目前在文件系统中根本就不被支持 ; 它只是一个虚拟的DSO (译者注virtual DSO :dynamically shared object ),一个在每个进程的存储空间(process’ memory )指定的地址点被内核暴露出来的共享对象”
 
三、运行时加载动态库
就是在程序运行的过程中动态地加载动态库(和WINDOWS 下的LoadLibrary 一样)。四个关键的函数:
#include 
void *dlopen( const char *filename, int flag );
const char *dlerror( void );
void *dlsym( void *handle, char *symbol );
int dlclose( void *handle );
例子:
#include 
#include 
#include 
#include 
 
int main(int argc, char**argv)
{
void (*sayhello)(const char*);
void (*saygoodbye)(const char*);
 
void* handle = NULL;
char* err;
 
handle = dlopen("libhello.so", RTLD_LAZY);
if(handle == NULL){
fprintf(stderr, "%s/n", dlerror());
exit(-1);
}
sayhello = dlsym(handle, "sayhello");
err = dlerror();
if(err != NULL){
fprintf(stderr, "%s/n", err);
}else{
sayhello("heidong");
}
 
saygoodbye = dlsym(handle, "saygoodbye");
err = dlerror();
if(err != NULL){
fprintf(stderr, "%s/n", err);
}else{
saygoodbye("heidong");
}
 
saygoodbye = dlsym(handle, "sssssssaygoodbye");
err = dlerror();
if(err != NULL){
fprintf(stderr, "%s/n", err);
}else{
saygoodbye("heidong");
}
dlclose(handle);
return 0;
}
 
编译+测试
[heidong@bogon hellolib]$ gcc -Wall -ldl dynamicload.c -o dynamicload.out
[heidong@bogon hellolib]$ ./dynamicload.out
welcome to invoke sayhello function
hello, heidong
welcome to invoke saygoodbye function
goodbye, heidong
./libhello.so: undefined symbol: sssssssaygoodbye
[heidong@bogon hellolib]$
最后一个没有,所以出错。
 
四、一些常用工具
4.1 file, 测试文件类型:
[heidong@bogon hellolib]$ file libhello.so
libhello.so: ELF 32-bit LSB shared object, Intel 80386, version 1 (SYSV), not stripped
[heidong@bogon hellolib]$ file statictest.o
statictest.o: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), for GNU/Linux 2.6.9, dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.9, not stripped
[heidong@bogon hellolib]$
4.2 size 测试可执行文件的代码。
[heidong@bogon hellolib]$ size statictest.o
text data bss dec hex filename
1167 264 8 1439 59f statictest.o
text 为代码段,data 为已经初始化的变量,bbs 为未初始为的变量。Dec 和hex 分别为前三个之和的十进制和十六进制表示。
4.3 nm 查看有哪些导出函数。
[heidong@bogon hellolib]$ nm libhello.so | grep " T "
00000784 T _fini
00000308 T _init
000005cb T saygoodbye
0000046c T sayhello
4.4 objdump 类似windows 下的dumpbin 。
[heidong@bogon hellolib]$ objdump -d libhello.so
 
libhello.so: file format elf32-i386
 
Disassembly of section .init:
 
00000308 <_init>:
308: 55 push %ebp
309: 89 e5 mov %esp,%ebp
30b: 83 ec 08 sub $0x8,%esp

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