Linux应用程序设计
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2.9 实训任务4 使用GCC创建函数库

在创建函数库前，我们先来准备举例用的源程序，并将函数库的源程序编译成.o 文件。

（1）编辑得到程序——hello.h、hello.c和main.c。

hello.c（见程序2）是函数库的源程序，其中包含公用函数hello，该函数将在屏幕上输出“Hello XXX!”。hello.h为该函数库的头文件。main.c为测试库文件的主程序，在主程序中调用了公用函数hello。

程序1：hello.h

void hello(const char *name);

程序2：hello.c

#include <stdio.h>
void hello(const char *name)
{
   printf("Hello %s!\n", name);
}

程序3：main.c

#include "hello.h"
int main()
{
   hello("everyone");
   return 0;
}

（2）将hello.c编译成.o文件。

无论静态库，还是动态库，都是由.o文件创建的。因此，必须将源程序hello.c通过GCC先编译成.o文件。

在系统提示符下输入以下命令得到hello.o文件。

# gcc -c hello.c

运行ls命令查看是否生成了hello.o文件。

# ls
hello.c hello.h hello.o main.c

在ls命令结果中，可以看到hello.o文件，本步操作完成。

（3）由.o文件创建静态库。

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：将创建的静态库名为myhello，则静态库文件名就是libmyhello.a。在创建和使用静态库时，需要注意这点。创建静态库用ar命令。

在系统提示符下输入以下命令将创建静态库文件libmyhello.a。

# ar crv libmyhello.a hello.o

同样运行ls命令查看结果：

# ls
hello.c hello.h hello.o libmyhello.a main.c

ls命令结果中有libmyhello.a。

（4）在程序中使用静态库。

静态库制作完了，如何使用它内部的函数呢？只需要在使用到这些公用函数的源程序中包含这些公用函数的原型声明，然后再用GCC命令生成目标文件时指明静态库名，GCC将会从静态库中将公用函数链接到目标文件中。注意，GCC会在静态库名前加上前缀lib，然后用追加扩展名.a得到的静态库文件名来查找静态库文件。

在程序3：main.c中，包含了静态库的头文件hello.h，然后在主程序main中直接调用公用函数hello。下面先生成目标程序hello，然后运行hello程序查看运行结果。

# gcc -o hello main.c -L. –lmyhello
# gcc main.c libmyhello.a -o main
# ./hello
Hello everyone!

删除静态库文件测试公用函数hello是否真的链接到目标文件hello中了。

# rm libmyhello.a
rm: remove regular file 'libmyhello.a'? y
# ./hello
Hello everyone!

程序照常运行，静态库中的公用函数已经链接到目标文件中了。

在步骤（1）～（2）中，生成了.o文件，步骤（3）～（4）进行了静态库编译，接下来继续看看如何在Linux中由.o文件创建动态库。

（5）由.o文件创建动态库文件。

动态库文件名命名规范和静态库文件名命名规范类似，也是在动态库名增加前缀lib，但其文件扩展名为.so。例如：将创建的动态库名为myhello，则动态库文件名就是libmyhello.so。

用GCC来创建动态库。在系统提示符下输入以下命令得到动态库文件libmyhello.so。

# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

照样使用ls命令看看动态库文件是否生成。

# ls
hello.c hello.h hello.o libmyhello.so main.c

（6）在程序中使用动态库。

在程序中使用动态库和使用静态库完全一样，也是在使用到这些公用函数的源程序中包含这些公用函数的原型声明，然后再用GCC命令生成目标文件时指明动态库名进行编译。先运行GCC命令生成目标文件，再运行查看结果。

# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello
# ./hello
./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so:
cannot open shared object file: No such file or directory

程序运行出错，错误提示找不到动态库文件libmyhello.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。将文件libmyhello.so复制到目录/usr/lib中，再试试。

# mv libmyhello.so /usr/lib
# ./hello
Hello everyone!

程序运行成功，这也进一步说明了动态库在程序运行时是需要的。

回过头看看，发现使用静态库和使用动态库编译成目标程序使用的GCC命令完全一样，那当静态库和动态库同名时，GCC命令会使用哪个库文件呢？

先删除除.c和.h外的所有文件，恢复成刚刚编辑完的程序状态。

# rm -f hello hello.o /usr/lib/libmyhello.so
# ls
hello.c hello.h main.c

再创建静态库文件libmyhello.a和动态库文件libmyhello.so。

# gcc -c hello.c
# ar cr libmyhello.a hello.o
# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o
# ls
hello.c hello.h hello.o libmyhello.a libmyhello.so main.c

通过上述最后一条ls命令，可以发现，静态库文件libmyhello.a和动态库文件libmyhello.so都已经生成，并都在当前目录中。然后，运行GCC命令来使用函数库myhello生成目标文件hello，并运行程序hello。

# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello
# ./hello
./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so:
cannot open shared object file: No such file or directory

从程序hello运行的结果中很容易知道，当静态库和动态库同时存在时，GCC命令将优先使用动态库。

编译参数解析，最主要的是GCC命令行的一个选项：

-shared——该选项指定生成动态链接库（让链接器生成T类型的导出符号表，有时也生成弱链接W类型的导出符号），不用该标志外部程序无法链接。相当于一个可执行文件。

-fPIC——表示编译为位置独立的代码，不用此选项的话，编译后的代码是位置相关的，所以动态载入时是通过代码复制的方式来满足不同进程的需要，而不能达到真正代码段共享的目的。

-L——表示要链接的库在当前目录中。

-lmyhello——编译器查找动态链接库时有隐含的命名规则，即在给出的名字前面加上lib，后面加上.so来确定库的名称。

GCC默认会在环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的目录中查找是否有链接库，该环境变量指示动态链接器可以装载动态库的路径。当然如果有root权限的话，可以修改/etc/ld.so.conf文件，然后调/sbin/ldconfig来达到同样的目的，不过如果没有root权限，那么只能采用用户输入LD_LIBRARY_PATH的方法了。

调用动态库的时候有几个问题会经常碰到，有时，明明已经将库的头文件所在目录通过“-I”include进来了，库所在文件目录通过“-L”参数引导，并指定了“-l”的库名，但通过ldd命令查看时，还是找不到指定链接的so文件，这时用户可以通过修改LD_LIBRARY_PATH或者/etc/ld.so.conf文件来指定动态库的目录。通常这样做就可以解决库无法链接的问题了。

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