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一、什麼是庫
本質上來說庫是一種可執行代碼的二進制形式，可以被操作系統載入內存執行。由於windows和linux的本質不同，因此二者庫的二進制是不兼容的。
Linux操作系統支持的函數庫分爲靜態庫和動態庫，動態庫又稱共享庫。Linux系統有幾個重要的目錄存放相應的函數庫，如/lib /usr/lib。
二、靜態函數庫、動態函數庫
A. 這類庫的名字一般是libxxx.a；利用靜態函數庫編譯成的文件比較大，因爲整個函數庫的所有數據都被整合進目標代碼中，他的優點就顯而易見了，即編譯後的執行程序不需要外部的函數庫支持，因爲所有使用的函數都已經被編譯進可執行文件了。當然這也會稱爲它的缺點，因爲如果靜態函數庫改變了，那麼你的程序必須重新編譯，而且體積也較大。
B.這類庫德名字一般是libxxx.so，動態庫又稱共享庫；相對於靜態函數庫，動態函數庫在編譯的時候並沒有被編譯進目標代碼中，你的程序執行到相關函數時才調用函數庫裏的相應函數，因此動態函數庫所產生的可執行文件比較小。由於函數庫沒有被整合進你的程序，而是程序運行時動態申請並調用，所以程序的運行環境中必須提供相應的庫。動態函數庫的改變並不影響你的程序，所以動態函數庫的升級比較方便。而且如果多個應用程序都要使用同一函數庫，動態庫就非常適合，可以減少應用程序的體積。
注意：不管是靜態函數庫還是動態函數庫，都是由*.o目標文件生成。
三、函數庫的創建
A.靜態函數庫的創建
ar -cr libname.a test1.o test2.o
ar：靜態函數庫創建的命令
-c :create的意思
-r :replace的意思，表示當前插入的模塊名已經在庫中存在，則替換同名的模塊。如果若干模塊中有一個模塊在庫中不存在，ar顯示一個錯誤信息，並不替換其他同名的模塊。默認的情況下，新的成員增加在庫德結尾處。
B.動態函數庫的創建
gcc -shared -fpic -o libname.so test1.c test2.c
-fpic:產生代碼位置無關代碼
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B.標誌指明是否立刻計算庫的依賴性。
-shared ：生成共享庫
四、靜態庫和動態庫的使用
案例:
add.c
#include
int add(int a,int b)
{
return a + b;
}
sub.c
#include
int sub(int a,int b)
{
return a - b;
}
head.h
#ifndef _HEAD_H_
#define _HEAD_H_
extern int add(int a,int b);
extern int sub(int a,int b);
#endif
main.c
#include
int main(int argc,char *argv[])
{
int a,b;
if(argc < 3)
{
fprintf(stderr,"Usage : %s argv[1] argv[2].\n",argv[0]);
return -1;
}
a = atoi(argv[1]);
b = atoi(argv[2]);
printf("a + b = %d\n",add(a,b));
printf("a - b = %d\n",sub(a,b));
return 0;
}
生成靜態庫
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生成動態庫:
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使用生成的生成的庫:
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B.使用LD_LIBRARY_PATH環境變量，這個環境變量在ubuntu操作系統中默認沒有，需要手動添加
生成動態庫:
使用生成的生成的庫:
其中
-L 指定函數庫查找的位置，注意L後面還有'.',表示在當前目錄下查找
-l則指定函數庫名，其中的lib和.a(.so)省略。
注意:-L是指定查找位置，-l指定需要操作的庫名。
從上面的運行結果中，我們可以看到:
A.當動態庫和靜態庫同時存在的時候，gcc默認使用的是動態庫。如果強制使用靜態庫則需要加-static選項支持。
B.動態庫生成的可執行文件，test1不能正常的運行。
C.鏈接靜態庫的可執行程序明顯比鏈接動態庫的可執行文件大。
五、讓鏈接動態庫的可執行程序正常運行。
當系統加載可執行代碼時候，能夠知道其所依賴的庫的名字，但是還需要知道絕對路勁。此時就需要系統動態載入器(dynamic linker/loader)。
對於elf格式的可執行程序，是由ld-linux.so*來完成的，它先後搜索elf文件的DT_RPATH段---環境變量LD_LIBRARY_PATH、/etc/ld.so.cache文件列表、/usr/lib、/lib目錄找到庫文件後將其載入內存。
A.一種最直接的方法，就是把生成的動態庫拷貝到/usr/lib或/lib中去。
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C.動態在安裝在其他目錄下，如果想操作系統能找到它，可以通過一下步驟
<1>新建並編輯/etc/ld.so.conf.d/my.conf文件，加入庫所在目錄的路徑
<2>執行ldconfig命令更新ld.so.cache文件
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此時，在執行鏈接動態庫的可執行文件則可以正常運行。
六、查看庫中的符號
A.nm命令可以打印出庫中涉及到的所有符號。庫既可以是靜態庫也可以是動態的。
常見的三種符號:
<1>在庫中被調用，但沒有在庫中定義(表明需要其他庫支持)，用U表示
<2>在庫中定義的函數，用T表示
<3>“弱態”符號，他們雖然在庫中被定義，但是可能被其他庫中同名的符號覆蓋，用W表示。
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B.ldd命令可以查看一個可執行程序依賴的共享庫
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B.ldd命令可以查看一個可執行程序依賴的共享庫
七、動態加載庫
用gcc -shared生成的我們稱爲動態庫(共享庫),其中動態庫在運行的過程中有兩種方式
A.動態鏈接
這種方式下，可執行程序只是做一個動態的鏈接，當需要用到動態庫中的函數時，有加載器隱士的加載。
B.動態加載
這種方式下，在可執行程序的內部，我們可以用dlopen()這樣的函數，手動進行加載，dlsym()函數找到我們想要調用函數的入口地址，然後進行調用。這種方式，在寫插件程序中得到廣泛應用。
相關的API:
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<1>dlopen()打開一個新的動態庫，並把它裝入內存。該函數主要用來記載庫中的符號，這些符號在編譯的時候是不知道的。
dlopen()函數需要兩個參數：一個文件名和一個標誌。
A.文件名是我們之前接觸過的動態庫的名字，如果它是一個絕對路徑，如:/home/cyg/worddir/libname.so，此時dlopen直接到指定的路徑下打開動態庫。
如果沒有指定路徑，僅僅指定了一個動態庫的名字，此時dlopen將它先後搜索elf文件的DT_RPATH段、環境變量LD_LIBRARY_PATH、/etc/ld.so.cache文件列表、/lib、/usr/lib目錄找到庫文件後將其載入內存。
常常一個庫中還依賴別的庫，就是這個函數實現的時候，調用了別的庫函數。不是在這個庫中實現的函數我們稱爲位定義的符號。
如果將標誌 設置爲RTLD_NOW的話，則會在dlopen函數返回前，將這些未定義的符號解析出來。如果設置爲RTLD_LAZY，則會在需要的時候纔會去解析。
返回值：dlopen()函數會返回一個句柄作爲dlsym()函數的第一個參數，以獲得符號在庫中的地址。使用這個地址，就可以獲得庫中特定函數的指針，並且調用裝載庫中的相應函數。
<2>dlerror()
當動態鏈接庫操作函數執行失敗時，dlerror可以返回出錯信息，返回值爲NULL時表示操作函數執行成功。
<3>void *dlsym(void *handle,char *symbol);
dlsym根據動態鏈接庫操作句柄(handle)與符號(symbol),返回符號對應的函數的執行代碼地址。由此地址，可以帶參數執行相應的函數。
如程序代碼 ：int (*add)(int x,int y);//函數指針
handle = dlopen("xxx.so",RTLD_LAZY);//打開共享庫
add = dlsym(handle,"add");//獲取add函數在共享庫的地址
value = add(12,34)；//調用add函數
<4>int dlclose(void *handle);
dlclose用於關閉指定句柄的動態鏈接庫，只有當此動態鏈接庫的使用計數爲0時，纔會真正被系統卸載。
案例：
#include
#include
#include
#include
int test_dl(char *pso,char *pfu)
{
void *handle;
int (*ptest)(int x,int y);
if((handle = dlopen(pso,RTLD_LAZY)) == NULL)
{
printf("%s.\n",dlerror());
return -1;
}
if((ptest = dlsym(handle,pfu)) == NULL)
{
printf("%s.\n",dlerror());
return -1;
}
printf("ptest complete : %d.\n",ptest(12,13));
dlclose(handle);
return 0;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
char buf[100];
char *pso,*pfun;
printf("Input xxx.so:function_name.\n");
while(1)
{
printf(">");
fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
buf[strlen(buf)-1] = 0;
pso = strdup(strtok(buf,":"));
pfun = strdup(strtok(NULL,":"));
test_dl(pso,pfun);
}
return 0;
}
運行結果：
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