Linux 如何使用gcc生成静态库和动态库

在演示示例之前，我们先要明白以下几个概念：

1、静态库与动态库的区别：

       根据代码被载入的时间不同，linux下库分为两种：静态库和动态库（也叫共享库）。静态库，在编译时，已经被载入到可执行程序中，静态库成为可执行文件的一部分，因此可可执行程序文件比较大。动态库，可执行程序在执行时，才被引用到内存，因此可执行程序文件小。动态库，一个显著特点就是：当多个程序调用同个动态库时，内存中只有一个动态库实例。

2、库命名规范

                  a)静态库以.a 为后缀，动态库以.so为后缀

                  b)静态库名字一般是libxxx.a，其中xxx 是库的名字；动态库的名字一般是libxxx.so.major.minor 其中xxx是库名，majar 是主版本号，minor是副版本号

3、通过ldd查看程序所依赖的共享库

                      查看vim所依赖的共享库：ldd /usr/bin/vim 

4、程序查找动态库的路径

    /lib 和 /usr/lib 及 /etc/ld.so.conf配置的路径下

有了上面的简单介绍，下面，我们开始给出代码示例了：

1、库源文件：demo.c

#include<stdio.h>int add(int a, int b){        return a+b;}int sub(int a, int b){        return a-b;}void showmsg(const char * msg){        printf("%s \n",msg);}void show(int num){        printf("The result is %d \n",num);}

2、库头文件： demo.h

#ifndef DEMO_H#define DEMO_Hextern int add(int a, int b);extern int sub(int a, int b);extern void showmsg(const char* msg);extern void show(int num);#endif

3、调用库源文件：main.c

#include "demo.h"int main(void){        int a = 3;        int b = 6;        showmsg("3+6:");        show(add(a,b));        showmsg("3-6:");        show(sub(a,b));        return 0;}

 4、编译源文件          

[root@localhost demo]# gcc -c demo.c

[root@localhost demo]# gcc -c main.c

 5、编译可执行程序：

[root@localhost demo]# gcc -o demo demo.o main.o

 6、查看可执行文件demo并执行

[root@localhost demo]# ls -lh

总计 28K-rwxr-xr-x 1 root root 5.2K 02-24 10:36 demo-rw-r--r-- 1 root root  212 02-24 10:06 demo.c-rw-r--r-- 1 root root  134 02-24 09:55 demo.h-rw-r--r-- 1 root root 1000 02-24 10:10 demo.o-rw-r--r-- 1 root root  142 02-24 10:07 main.c-rw-r--r-- 1 root root 1.1K 02-24 10:36 main.o

[root@localhost ~]# ./demo3+6:The result is 93-6:The result is -3

通过上面的基本，我们的可执行文件demo已经跑起来了，下面，我们主要介绍怎么把demo.c封装成库，供其他代码调用，以提高代码的可复用性

静态库：

主要通过ar 把demo.o打包成静态库并查看相关文件

[root@localhost demo]# ar rcs libdemo.a demo.o

[root@localhost demo]# ls -lh

总计 24K

-rw-r--r-- 1 root root  212 02-24 10:06 demo.c-rw-r--r-- 1 root root  134 02-24 09:55 demo.h-rw-r--r-- 1 root root 1000 02-24 10:10 demo.o-rw-r--r-- 1 root root 1.2K 02-24 10:40 libdemo.a-rw-r--r-- 1 root root  142 02-24 10:07 main.c-rw-r--r-- 1 root root 1.1K 02-24 10:36 main.o

ar命令类似于tar命令，起打包的作用。选项r表示将后面的文件列表添加到文件包，如果文件包不存在就创建，
如果文件包中已存在就替换。s是专用于生成静态库的，表示为静态库创建索引，这个索引被链接器使用。

引入静态库，编译可执行文件

[root@localhost demo]# gcc -o demo main.c -static -L . -l demo

注意：gcc生产目标可执行文件，用-l 指定静态库文件时，会自动在静态库名前加lib，在其后加.a 。因此，在引入libdemo.a 静态库时，只用写 demo 即可。-L . 告诉编辑器在当前目录查找函数库。【可以用nm查看目标代码，函数库和可执行程序中具有哪些函数】

查看生成文件demo，删除静态库libdemo.a ，并执行demo

[root@localhost demo]# ls -lh总计 568K-rwxr-xr-x 1 root root 537K 02-24 10:44 demo-rw-r--r-- 1 root root  212 02-24 10:06 demo.c-rw-r--r-- 1 root root  134 02-24 09:55 demo.h-rw-r--r-- 1 root root 1000 02-24 10:10 demo.o-rw-r--r-- 1 root root 1.2K 02-24 10:40 libdemo.a-rw-r--r-- 1 root root  142 02-24 10:07 main.c-rw-r--r-- 1 root root 1.1K 02-24 10:36 main.o

[root@localhost demo]# rm -rf libdemo.a

[root@localhost demo]# ./demo3+6:The result is 93-6:The result is -3

通过上面的演示，我们可以很清楚地看到，引导引入静态库之后，可执行程序就不依赖原有静态库了，这是因为，可执行程序中已经包含了静态库。

动态库：

通过gcc生产静态库libdemo.so文件并查看相关文件

[root@localhost demo]# gcc -shared -fPIC -o libdemo.so demo.o

[root@localhost demo]# ls -lh总计 28K-rw-r--r-- 1 root root  212 02-24 10:06 demo.c-rw-r--r-- 1 root root  134 02-24 09:55 demo.h-rw-r--r-- 1 root root 1000 02-24 10:10 demo.o-rwxr-xr-x 1 root root 4.3K 02-24 10:50 libdemo.so-rw-r--r-- 1 root root  142 02-24 10:07 main.c-rw-r--r-- 1 root root 1.1K 02-24 10:36 main.o

-f后面跟一些编译选项，PIC表示与位置无关代码【position independent code】

引入动态库libdemo.so，生成可执行文件demo并执行

[root@localhost demo]# gcc -o demo main.c -L . -l demo

注意：-l demo 表示链接libdemo.so ，-L . 表示函数库可能在当前目录

[root@localhost demo]# ls -lh总计 36K-rwxr-xr-x 1 root root 5.4K 02-24 10:52 demo-rw-r--r-- 1 root root  212 02-24 10:06 demo.c-rw-r--r-- 1 root root  134 02-24 09:55 demo.h-rw-r--r-- 1 root root 1000 02-24 10:10 demo.o-rwxr-xr-x 1 root root 4.3K 02-24 10:50 libdemo.so-rw-r--r-- 1 root root  142 02-24 10:07 main.c-rw-r--r-- 1 root root 1.1K 02-24 10:36 main.o

[root@localhost demo]# ./demo./demo: error while loading shared libraries: libdemo.so: cannot open shared object file: No such file or directory

为什么，无法成功执行呢？查看可执行程序demo所依赖的动态库

[root@localhost demo]# ldd demo        linux-gate.so.1 =>  (0x0022b000)        libdemo.so => not found        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x0022c000)        /lib/ld-linux.so.2 (0x0019c000)

从提示中，我们可以很清楚地看到，是libdemo.so 没有找到。怎么可以让可执行文件找到该动态库呢？

a）将动态库转移到系统缺省库路径下并执行

[root@localhost demo]# mv libdemo.so /usr/lib[root@localhost demo]# ./demo3+6:The result is 93-6:The result is -3

b）设置加载库环境变量LD_LIBRARY_PATH并执行

[root@localhost demo]# export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)[root@localhost demo]# ./demo3+6:The result is 93-6:The result is -3

c）通过ldconfig 将指定目录下的动态库添加到系统共享中，也就是在缓存文件/etc/ld.so.cache中追加指定目录下的共享库

[root@localhost demo]# ldconfig /root/code/c/demo[root@localhost demo]# ./demo3+6:The result is 93-6:The result is -3

附带几个参考资料网址：

gcc中文手册：http://www.shanghai.ws/gnu/gcc_1.htm

gcc官网手册：http://gcc.gnu.org/onlinedocs/