linux下库文件的创建和使用

首先说明一下头文件、库文件、库函数这三个概念的区别。头文件：即后缀为.h的文件，在其中对变量和函数原型进行了声明。库文件：提供有库函数的文件。一种是静态连接的后缀为.a的文件，在程序编译时连接；一种是共享库，文件后缀为.so，在程序运行的时候才进行连接。库函数：在库文件里提供的函数。
下面，我们用一个实例介绍一下怎么样创建库文件以及怎么样应用库文件。
文件1: mymath.h
#ifndef MYMATH_H
#define MYMATH_H
int xiangjia(int a,int b);
int xiangjia(int a,int b);
#endif
文件2:xiangjia.c
int xiangjia(int a,int b)
{
return a+b;
}
文件3:xiangjian.c
int xiangjian(int a,int b)
{
return a-b;
}
文件4：main.c
#include "mymath.h"
#include “stdio.h”
int main()
{
printf(“%d”,xiangjia(65,45));
printf(“%d”,xiangjian(65,45));
return 0;
}
无论动态库还是静态库都需要用到.o文件来生成，先编译生成.o文件。
# gcc -c xiangjia.c xiangjia.c main.c

一、创建静态库
静态库文件名的命名规范是以lib为前缀，紧接着跟静态库名，扩展名为.a。例如：我们将创建的静态库名为math56，则静态库文件名就是libmath56.a。
# ar cr libmath56.a xiangjia.o xiangjian.o
链接静态库，生成可执行文件：
#gcc –o math main.o libmath56.a
或者 # gcc –o math main.c –L. –lmath56
执行：
# ./math
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二、利用.o文件创建动态库
动态库文件扩展名为.so，使用下面的命令可以生成l ibmath56.so文件。
# gcc -shared -fPCI -o libmath56.so xiangjia.o xiangjia.o
生成可执行文件math2
# gcc –o math2 main.c -L. –lmath56
执行：
# ./math
./math: error while loading shared libraries: libmath56.so: cannot open shared object file: No such file or directory
呕哦，出错了！快看看错误提示，原来是找不到共享库文件libmath56.so。程序在运行时，会在/usr/lib和/lib等目录中查找需要的动态库文件。若找到，则载入动态库，否则将提示类似上述错误而终止程序运行。
如何找到生成的动态库有3种方式：
1)把库拷贝到/usr/lib和/lib目录下。
(2)在LD_LIBRARY_PATH环境变量中加上库所在路径。
例如动态库libhello.so在/home/example/lib目录下：
$export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/example/lib
(3) 修改/etc/ld.so.conf文件，把库所在的路径加到文件末尾，并执行ldconfig刷新。这样，加入的目录下的所有库文件都可见。
当静态库和动态库同名时， gcc命令将优先使用动态库。

三、几个参数的理解
读者可能忘记了以上所用到的gcc编译参数的意义，这里作简单介绍:
-fPIC 生成与位置无关的代码，这样库就可以在任何位置被链接和装载。
-shared 指定生成共享链接库
-static 指定生成静态链接库
-l 指定链接的库文件
-L 指定库文件所在的位置
虽然linux下大多数函数都默认将头文件放到/usr/include目录下，而库文件放到/usr/lib下，但并不是所有的情况都是这样。在Linux下使用C语言开发应用程序时，完全不使用第三方函数库的情况是比较少的，通常来将都需要借助一个或多个函数库的支持才能够完成相应的功能。正因为如此，gcc在编译的时候必须让编译器知道如何来查找所需要的头文件和库文件。Gcc采用搜索目录的方法来查找所需要的文件，-I选项可以向gcc的头文件搜索路径中添加新的目录。例如在/home/david/include目录下有编译的时候所需要的头文件，为了能够让gcc顺利的找到他们，就可以使用-I选项：
# gcc david.c –I /home/david/include –o david
同样，如果使用了不在标准位置的库文件，那么可以通过-L选项向gcc的库文件搜索路径中添加新的路径，例如在/home/david/lib目录下有编译的时候所需要的库文件，为了能够让gcc顺利的找到他们，就可以使用-L选项：
# gcc david.c –L /home/david/lib –ldavid –o david
这里解释一下-l选项，它指示gcc去连接库文件libdavid.so，linux下的库文件在命名的时候有个约定，那就是以lib开头，所有的库文件都遵循了这个规范，因此用-l选项指定连接的库文件时就可以省略lib三个字符了。

最近在看《C专家编程》，看到第5章－对链接的思考，正好作为参考，对Linux下动态库的生成及链接方法作一下总结。

Linux下动态库文件的扩展名为".so"（Shared Object）。按照约定，所有动态库文件名的形式是libname.so（可能在名字中加入版本号）。这样，线程函数库被称作libthread.so。静态库的文件名形式是libname.a。共享archive的文件名形式是libname.sa。共享archive只是一种过渡形式，帮助人们从静态库转变到动态库。

本文仅以简单的例子介绍动态库文件的生成和链接方法。
操作系统：Debian/GNU Linux 2.6.21-2-686;
GCC版本：4.1.3

一、库文件及测试文件代码

库文件及测试文件所在的目录：/home/program/。

1.库文件名：myfunction.c

/*Author: Godbach E-mail: nylzhaowei@163.com */ #include <stdio.h> int my_lib_function (void) { printf ("Library routine called from libmyfunction.so!\n"); return 0; }

2.测试文件名：test.c

#include <stdio.h> int main(void) { my_lib_function(); return 0; }

二、动态库的编译方法

编译库文件myfunction.c:

debian:/home/program# gcc -shared -o libmyfunction.so myfunction.c

如果编译成功，会在/home/program/下生成动态库文件：libmyfunction.so。
这里有两点需要说明：
1.对Linux操作，一般都推荐在普通用户模式下，如果需要超级用户的权限，则可以通过su root，输入root用户密码切换。我是个人学习使用，同时又有很多的操作都要使用root用户，因此就直接在root用户下进行编译。

2.编译生成动态库的命令为：gcc (-fpic) -shared -o libmyfunction.so myfunction.c
-fpic 使输出的对象模块是按照可重定位地址方式生成的。
-shared指定把对应的源文件生成对应的动态链接库文件。

三、动态库的测试方法

编译测试文件test.c:

debian:/home/program# gcc -o test test.c /home/program/libmyfunction.so

成功编译后，生成test文件，运行test：

debian:/home/program# ./test Library routine called from libmyfunction.so!

其中，gcc -o test test.c /home/program/libmyfunction.so的最后一个参数指定所链接库文件的绝对路径。本例中库文件的绝对路径为：/home/program/libmyfunction.so。

当然，如果想从系统的库文件路径（通常系统函数库的位于/usr/lib下）链接动态库的话，可以先将生成的库文件拷贝至/usr/lib/下，然后再链接：

debian:/home/program# cp libmyfunction.so /usr/lib/ debian:/home/program# gcc -o test test.c -lmyfunction debian:/home/program# ./test Library routine called from libmyfunction.so!

这里，对于链接的方法作一下解释。对于gcc -o test test.c -lmyfunction中最后一个参数-lmyfunction,可见传给C编译器的命令行参数并未提到函数库的完整路径名，甚至没有提到在函数库目录中该文件的完整名字！实际上，编译器被告知根据选项-lmyfunction链接到相应的函数库(/usr/lib下)，函数库的名字是libmyfunction.so,也就是说，"lib"部分和文件的扩展名被省略了，但在前面加了一个"l"。

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