Linux学习笔记——怎样在交叉编译时使用共享库

0.前言
在较为复杂的项目中会利用到交叉编译得到的共享库（*.so文件）。在这样的情况下便会产生下面疑问，比如：
【1】交叉编译时的共享库是否须要放置于目标板中，假设须要放置在哪个文件夹中。
【2】交叉编译时的共享库是否须要放置于宿主机中，假设须要放置于哪个文件夹中。
【3】交叉编译时怎样指定共享库
【4】程序执行时怎样查找共享库
等等问题。

博文总结了使用共享库的一般方法，并通过一个样例说明问题。假设已经有了交叉编译好的共享库，能够从【2】開始，步骤【1】仅仅是为了说明问题，捏造一个简单的共享库试图说明问题。
【1】交叉编译获得链接库
【2】交叉编译源文件并增加链接库
【3】移动动态链接库
【4】运行

【必要说明】
【宿主机】Ubuntu 14.04 AMD64
【目标板】树莓派

【相关博文】
【例说makefile索引博文】
【树莓派学习笔记——交叉编译工具链】

【代码仓库】——makefile-example
代码仓库位于bitbucket，可借助TortoiseHg（GUI工具）克隆代码或者在网页中直接下载zip包。

1.交叉编译获得动态链接库

本例先制作一个很easy的共享库，共享库包括两个API——add和sub。

【libtest.h】
指定接口，给出对应声明
#ifndef __LIBTEST_H
#define __LIBTEST_H
int sub(int a, int b);
int add(int a, int b);
#endif
【test-add.c】
int add(int a, int b)
{
return a+b;
}
【test-sub.c】
int sub(int a, int b)
{
return a-b;
}

【makefile】
在同文件夹下包括makefile文件，请替换当中的[tab]，并以代码仓库中的makefile文件为主。编译完毕之后，把libtest.so移动到上级lib文件夹中。请注意此时的交叉工具链为arm-linux-gnueabihf-gcc
，目标b

# 指令编译器和选项
CC = arm-linux-gnueabihf-gcc
CFLAGS = -Wall -std=gnu99

# 目标文件
TARGET = libtest.so
# C文件
SRCS = test-add.c test-sub.c
# 目标文件
OBJS = $(SRCS:.c=.o)

# 链接为可运行文件
$(TARGET):$(OBJS)
[tab]$(CC) -shared -o $@ $^
[tab]mv $(TARGET) ../lib

clean:
[tab]rm -rf $(TARGET) $(OBJS)

# 编译规则 $@代表目标文件 $< 代表第一个依赖文件
%.o:%.c
[tab]$(CC) $(CFLAGS) -o $@ -fPIC -c $<
【必要的验证】
使用file指令查看libtest.so信息。
file libtest.so
libtest.so: ELF 32-bit LSB shared object, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, BuildID[sha1]=e22558b8cf089b92e5534b636c6d501f1cc54581,
not stripped

从控制台的输出信息能够看出，libtest.so执行于ARM平台，而不是宿主机的AMD64平台。

2.交叉编译源文件并增加动态链接库
【源文件】

#include <stdio.h>
#include <libtest.h>
int main(void)
{
int a = 3;
int b = 2;

printf("a=%d\n", a);
printf("b=%d\n", b);

printf("a+b=%d\n", add(a, b));
printf("a-b=%d\n", sub(a, b));
return 0;
}

【makefile文件】
# 指定编译器和选项
# 指定树莓派交叉编译器
CC = arm-linux-gnueabihf-gcc
CFLAGS = -Wall -std=gnu99

# 目标文件
TARGET = test
# C文件
SRCS = test.c
# 头文件查找路径
INC = -I.
# 库文件和库查找路径
DLIBS = -ltest
LDFLAGS = -L./lib

# 目标文件
OBJS = $(SRCS:.c=.o)

# 链接为可运行文件
$(TARGET):$(OBJS)
[tab]$(CC) -o $@ $^ $(LDFLAGS) $(DLIBS)

clean:
[tab]rm -rf $(TARGET) $(OBJS)

# 编译规则 $@代表目标文件 $< 代表第一个依赖文件
%.o:%.c
[tab]$(CC) $(CFLAGS) $(INC) -o $@ -c $<
【说明】
【1】交叉工具链为arm-linux-gnueabihf-gcc
【2】指定了交叉编译之后的共享库和共享库路径，链接共享库使用-ltest，共享库位于lib文件夹下。请注意-ltest相应libtest.so。
【3】make之后可获得可运行文件，通过file test查看信息。
test: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux
2.6.26, BuildID[sha1]=88e4142dceabd295369657b29757141f98a03753, not stripped

从控制台的输出能够看出，该可执行文件执行平台为ARM，而不是AMD64。

3.移动动态链接库
【移动共享库至目标板/usr/lib文件夹中】
通过FTP工具把共享库传输至树莓派中，然后通过cp指令拷贝到/usr/lib中
sudo cp libtest.so /usr/lib
linux系统中默认的搜多路径为/lib和/usr/lib，libtest.so能够拷贝到不论什么文件夹中。
改动libtest.so的运行权限。
sudo chmod 775 libtest.so

4.运行
【FTP上传】
通过FTP工具把可运行文件test拷贝到树莓派中，然后通过ldd指令查看共享库链接状态。
【检验】
ldd test
/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libcofi_rpi.so (0xb6f7f000)

libtest.so => /usr/lib/libtest.so (0xb6f6b000)

libc.so.6 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libc.so.6 (0xb6e3b000)

/lib/ld-linux-armhf.so.3 (0xb6f8d000)

从控制台的输出能够看出，test成功链接了位于/usr/lib中的libtest.so

【运行】
./test

a=3

b=2

a+b=5

a-b=1
从运行结果看，前面所做的努力是正确的。

5.总结
回答在前言中的问题。

【1】交叉编译时的共享库是否须要放置于目标板中，假设须要放置在哪个文件夹中。
交叉编译之后的共享库须要拷贝到目标板中，最好放置于/usr/lib或/lib中，当然也有其它的方法，在这里不具体说明。

【2】交叉编译时的共享库是否须要放置于宿主机中，假设须要放置于哪个文件夹中。
交叉编译时确切的说链接过程中须要指定共享库的问题，通过-L指定文件夹，通过-l指定共享库名称。可是此时交叉编译的共享库最好不要放置于宿主机的/lib或/usr/lib中，以免产生混淆。
综合【1】和【2】，libtest.so同一时候存在于目标板和宿主机中。

【3】交叉编译时怎样指定共享库
通过-L指定文件夹，通过-l指定共享库名称

【4】程序执行时怎样查找共享库

最直观的方法，拷贝到/usr/lib文件夹中，让linux系统自己主动查找。

最后，发现博文写多了自己感觉好累啊，希望这些总结对大家实用。