linux库文件编写

linux库的概念：
库就是可以被多个软件项目使用的代码集。库是代码重用思想的体现。使用库可以节约编程人员大量的时间。创建、维护、管理编程库的一些工具有nm命令，ar命令，ldd命令。

nm：
用途：列出编入目标文件或二进制文件的所有符号。
查看程序调用什么函数
查看一个给定的库或者目标文件是否提供了所需的函数。
举例：查看c标准库导出符号表。

ldd：
用途：列出为程序正常运行所需要的共享库。

举例：查看邮件客户端程序需要的共享库。
ldd  /usr/bin/mutt

静态库与动态库的区别：
      如果程序是在编译时加载库文件的，就是使用了静态库。如果是在运行时加载目标代码，就成为动态库。换句话说，如果是使用静态库，则静态库代码在编译时就拷贝到了程序的代码段，程序的体积会膨胀。如果使用动态库，则程序中只保留库文件的名字和函数名，在运行时去查找库文件和函数体，程序的体积基本变化不大。静态库的原则是“以空间换时间”，增加程序体积，减少运行时间;动态库则是“以时间换空间”，增加了运行时间，但减少了程序本身的体积。其实，程序设计就是一个“时间与空间的矛盾”。下面我们就以实际例子来看看如何使用这两种库。

 

静态库的编写和使用：

1、概述
静态库文件的扩展名一般为.a,其编写步骤很简单。
(1)编写函数代码
(2)编译生成各目标文件
(3)用ar文件对目标文件归档，生成静态库文件。注意归档文件名必须以lib打头。

使用要点：
(1)在gcc 的-I参数后加上静态库头文件的路径。
(2)在gcc 的-L参数后加上库文件所在目录
(3)在gcc 的-l参数后加上库文件名，但是要去掉lib和.a扩展名。比如库文件名是libtest.a 那么参数就是 -l test

2、编写最简单的静态库文件

mylib.h
void test();

 

mylib.c
#inlcude <stdio.h>
void test()
{
    printf("static lib test./n");
}

3、制作静态库文件

(1)生成目标文件

gcc -c mylib.c

执行完后会生成一个mylib.o文件

(2)用ar命令归档,格式为ar -rc <生成的档案文件名> <.o文件名列表>，再次提醒，归档文件名一定要以lib打头, .a结尾。

ar -rc libtest.a mylib.o

执行完后会生成一个libtest.a文件

4、使用静态库文件

(1)编写一个测试程序main.c,内容为

main.c
#include "mylib.h"  
int main()
{
   test();
   return 0; 
}

(2)编译目标文件，注意要把静态库头文件的路径加到-I参数里面，将静态库的搜索路径加到-L参数里面，把库文件名(去掉打头的lib和结尾的.a)加到-l参数后面。
gcc main.c -o main -I /root/libtest -L /root/libtest -ltest
此时就会生成一个名为main的可执行文件。

(3)执行可执行文件查看效果，执行./main， 输出
static lib test.
说明执行成功。

 

动态库的编写:
1、概述
动态库一般以.so结尾，就是shared object的意思.
其基本生成步骤为
(1)编写函数代码
(2)编译生成动态库文件,要加上 -shared 和 -fpic 选项 ，库文件名以lib开头， 以.so 结尾。使用方式分为两种: 隐式调用和显示调用，隐式调用类似于静态库的使用，但需修改动态链接库的配置文件/etc/ld.so.conf;显示调用则是在主程序里使用dlopen、dlsym、dlerror、dlclose等系统函数。

2、编写最简单的动态库文件
myalib.h
void test();

myalib.c
#inlcude <stdio.h>
void test()
{
   printf("share lib test./n");
}

3、编译生成动态库，库文件名以lib开头，以.so 结尾。
gcc -fpic -shared -o libtest.so mylib.c
此时就生成一个libtest.so文件

 

动态库的隐式调用:
        隐式调用的含义是代码里不出现库文件名，就是说这个代码和调用静态库的代码是类似的。
1.编写测试文件
main.c
#include "myalib.h" 
int main(int argc,char* argv[])
{
   test();
   return 0; 
}

2.编译测试程序,与静态库类似,要把头文件的路径加到-I参数里面
gcc main.c -o main -I /root/libtest -L /root/libtest -ltest

3.使动态库被系统共享(三种方法):
(1)拷贝动态链接库到系统共享目录下,或在系统共享目录下为该动态链接库建立连接(硬连接或符号连接均可,常用符号连接).这里说的系统共享目录,指的是LINUX动态链接库存放的目录,包括/lib,/usr/lib以及/etc/ld.so.conf文件内所列的一系列目录.
# cp libtest.so /lib
# ldconfig
或:
# ln -s `pwd`/libtest.so /lib
# ldconfig
此时再执行main，即可成功.
(2)将动态链接库所在目录名追加到动态链接库配置文件/etc/ld.so.conf中.
# pwd >> /etc/ld.so.conf
# ldconfig
此时再执行main，即可成功.
(3)利用动态链接库管理命令ldconfig,强制其搜索指定目录,并更新缓存文件,便于动态装入.
# ldconfig `pwd`
此时再执行main，即可成功.
        注意:第三种方法虽然有效,但效果是暂时的,供程序测试还可以,一旦再度运行ldconfig，则缓存文件内容可能改变,所需的动态链接库可能不被系统共享了。而且无论哪种办法，其实质都是用ldconfig命令把动态库文件所在路径加入到系统库列表中(前两种永久，第三种临时)。

 

动态库的显式调用：

显式调用的含义是代码出现库文件名，用户需要自己去打开和管理库文件。其要点为:
(1)把dlfcn.h系统头文件包含进来
(2)用dlopen函数打开库文件，并指定打开方式dlopen的的第一个参数为共享库的名称，将会在下面位置查找指定的共享库。
①环境变量LD_LIBRARY_PATH列出的用分号间隔的所有目录。
②文件/etc/ld.so.cache中找到的库的列表，由ldconfig命令刷新。
③目录usr/lib。
④目录/lib。
⑤当前目录。
第二个参数为打开共享库的方式。有两个取值
①RTLD_NOW：将共享库中的所有函数加载到内存。
②RTLD_LAZY：会推后共享库中的函数的加载操作，直到调用dlsym()时方加载某函数。
(3)用dlerror()函数测试是否打开成功，并进行错误处理。
(4)用dlsym获得函数地址,存放在一个函数指针中。
(5)用获得的函数指针进行函数调用。
(6)程序结束时用dlclose关闭打开的动态库，防止资源泄露。
(7)使动态库被系统共享（与隐式调用的第三个步骤相同）——用ldconfig工具把动态库的路径加到系统库列表中。

1、编写测试文件
main.c
#include<dlfcn.h>    
#include "mylib.h" 
int main()
{
   void (*pTest)();  
   void *pdlHandle = dlopen("libtest.so", RTLD_LAZY);
   if(pdlHandle == NULL ) 
   {
         printf("Failed load library/n");
         return -1;
    }
    char* pszErr = dlerror();
    if(pszErr != NULL)
    {
        printf("%s/n", pszErr);
        return -1;
    }
    pTest = dlsym(pdlHandle, "test");
    pszErr = dlerror();
    if(pszErr != NULL)
    {
        printf("%s/n", pszErr);
        dlclose(pdlHandle);
        return -1;
    }
    (*pTest)();
    dlclose(pdlHandle);
    return 0; 
}
2、编译测试文件 使用-ldl选项指明生成的对象模块需要使用共享库
gcc -o main -ldl main.c
执行完后就生成了一个main文件
3、执行测试程序
执行 ./main
输出
share lib test.
说明成功。