Linux静态库和共享库

Posted 2020-07-28

1.什么是静态库
静态库类似windows中的静态lib

关于windows中的静态lib，可参考 Windows动态链接库DLL 

特点：包含函数代码声明和实现，链接后所有代码都嵌入到宿主程序中。
只在编译时使用，执行时不再需要该静态库。

2.静态库编写
示例如下：
addvec.c

void addvec(int* x, int* y, int*z, int n)  
{  
     int i=0;  
     for(; i< n;++i)  
          z[i] = x[i] + y[i];  
}  

multvec.c 

void multvec(int*x, int* y, int*  z, int n)  
{  
     int i = 0;  
     for(; i < n; ++i)  
          z[i] = x[i] * y[i];  
}

使用AR工具创建静态库文件：

3.静态库使用
示例如下：
test2.c

#include <stdio.h>    
int x[2] = {1, 2};  
int y[2] = {3, 4};  
int z[2]={0};   
int main()  
{  
    addvec(x, y, z, 2);  
    printf("z = [%d %d]\\n", z[0], z[1]);  
    return 0;  
}

编译-链接-运行程序

1)-static参数，表明是静态链接，编译出的是完整的可执行目标文件。
2)当链接器进行链接时，会判断main函数里调用了addvec.o中的addvec函数，
没有调用multvec.o中的任何函数，所以，链接器只会拷贝addvec.o到可执行文件。

4.什么是共享库
共享库类似windows中的动态链接库dll

特点：包含函数代码声明和实现。
只在运行时使用，由动态链接器链接和加载。

根据链接和加载共享库的时机可分为以下两类：
1)自身加载型共享库。
2)运行时加载型共享库

5.自身加载型共享库。
类似windows中的隐式链接
链接时，将共享库的声明信息链接到可执行文件，
应用程序加载时，动态链接库解析声明信息，加载共享库的实现到存储器，重定位应用程序中声明信息到实际地址。

6.自身加载型共享库使用示例
使用-shared参数，指示编译器创建一个共享库。
如下所示，我们创建了一个共享库，并通过自身加载型来使用该共享库。

1)-fPIC参数，指示编译器生成代码无关的代码
2)在链接时，没有拷贝共享库libvec.so的实现，只拷贝了一些重定位和符号表信息
3)程序加载时，动态链接器会解析共享库libvec.so中代码和数据的引用，重定位完成链接任务。
重定位libvec.so的文本和数据到存储器段
重定位p2中引用的libvec.so到以上存储器段
最后链接器将控制传递给程序，此时，共享库的位置就固定了。

7.运行时加载型共享库
类似windows中的显式链接
无需编译时链接，可在运行过程中加载和卸载共享库。

8.运行时加载型共享库使用示例
Linux提供了一组运行过程中加载和卸载共享库的API，如下所示：
#include<dlfcn.h>

/* 加载和链接共享库 filename 
    filename：共享库的名字 
    flag有：RTLD_LAZY, RTLD_NOW,二者均可以和RTLD_GLOBAL表示取或 
*/  
void *dlopen(const char *filename, int flag); // 若成功则返回执行句柄的指针，否则返回NULL  
  
/*根据共享库操作句柄与符号，返回符号对应的地址 
    handle:共享库操作句柄 
    symbol：需要引用的符号名字 
*/  
void *dlsym(void *handle, char *symbol); // 若成功则返回执行符号的指针（即地址），若出错则返回NULL  
  
/* 如果没有程序正在使用这个共享库，卸载该共享库 */  
int dlclose(void *handle); // 若卸载成功，则返回0，否则返回-1  
  
/* 捕捉最近发生的错误 */  
const char *dlerror(void); // 若前面对dlopen，dlsym或dlclose调用失败，则返回错误消息，否则返回NULL  

根据以上API，我们可以方便地加载和卸载共享库，如下所示：

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <dlfcn.h>  
  
int x[2] = {1, 2};  
int y[2] = {3, 4};  
int z[2] ={0};  
  
int main()  
{  
    void *handle;  
    void (*addvec)(int *, int *, int *,int);  
    char *error;  
  
    handle = dlopen("./libvector.so", RTLD_LAZY);  
    if(!handle){  
        fprintf(stderr, "%s\\n", dlerror());  
        exit(1);  
    }  
  
    addvec = dlsym(handle, "addvec");  
    if((error = dlerror()) != NULL){  
        fprintf(stderr, "%s\\n", dlerror());  
        exit(1);  
    }  
  
    addvec(x, y, z, 2);  
    printf("z = [%d %d]\\n", z[0], z[1]);  
  
    if(dlclose(handle) < 0){  
        fprintf(stderr, "%s\\n", dlerror());  
        exit(1);  
    }  
  
    return 0;  
}  

运行程序：

其中，-ldl参数，表示程序运行时需要用到共享库