gcc 编译动态库和静态库

Linux C 编程入门之一：gcc 编译动态库和静态库

cheungmine

2012

1 准备工作

Windows7+Cygwin+gcc

在同一个目录下准备好下面3个文件，其中3-2，3-3用来生成动态库或静态库:

主调用程序源代码3-1：main.c

/**
 * main.c
 */
#include <stdio.h>
#include <math.h>

#include "hello_fn.h"

int
main ()
{
  hello("cheungmine");
  printf("sqrt(2.0) = %f\n", sqrt(2.0));
  return 0;
}

库源代码3-2：hello_fn.c

/**
 * hello_fn.c
 */
#include <stdio.h>

void hello(const char *msg)
{
  printf("Hello %s!\n", msg);
}

库头文件源代码3-3：hello_fn.h

/**
 * hello_fn.h
 */
void hello(const char *msg);

2 编译库

2.1 首先编译源文件生成对象(obj)文件(main.o, hello_fn.o)：

$ gcc -W -Wall -ansi -pedantic -I. -c main.c
$ gcc -W -Wall -ansi -pedantic -I. -c hello_fn.c

2.2 然后从对象文件编译动态库文件(libhello.so)和静态库(libhello.a)

$ gcc -shared hello_fn.o -o libhello.so
或者直接从源代码编译：
$ gcc -shared -I. hello_fn.c -o libhello.so
编译静态库相对简单，就是相当于目标文件归档：
$ ar r libhello.a hello_fn.o

3 编译使用库的主程序

3.1 如果不链接库的情况下编译一个主程序是：

$ gcc main.o -o main
或者
$ gcc -c main.c -o main

但是由于我们在main.c的代码中写固定了调用库的代码(hello函数)，所以，必须链接到这个库才行。

3.2 链接到动态库libhello.so

$ gcc main.o -o main ./libhello.so

这样在当前目录下就生成了：main.exe（我的cygwin环境，Linux环境下没有扩展名）

运行这个main.exe：

$ ./main.exe

删除libhello.so，再运行main.exe会报错误：error while loading shared libraries: libhello.so: cannot open shared object...

3.3 链接到静态库libhello.a

$ gcc main.o -o main2 ./libhello.a

删除libhello.a，运行main2.exe，一切正常。说明程序的确链接到静态库了。

4 查看程序依赖的库

$ file main.exe main2.exe
$ ldd main.exe main2.exe

如果我们的动态库libhello.so与主程序不在同一个目录下，怎么办？

复制libhello.so和libhello.a到另外一个目录，比如：/cygdrive/c/temp，那么编译主程序为：

$ gcc main.o -o main /cygdrive/c/temp/libhello.so
执行：
$ export PATH=/cygdrive/c/temp:$PATH
$ ./main.exe 

5 运行时加载动态库

修改main.c文件为如下清单：

/**
 * main.c
 */
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <dlfcn.h>
#include "hello_fn.h"

void dl_hello()
{
  void *dp;
  char *error;
  void (*fn_hello)(const char*);

  dp = dlopen("libhello.so", RTLD_LAZY );
  if(!dp) {
    printf("%s\n", dlerror());
    exit(1);
  }

  fn_hello = dlsym(dp, "hello");
  if(!fn_hello) {
    printf("%s\n", dlerror());
    exit(1);
  }

  fn_hello("cheungmine: load library when running");

  dlclose(dp);
}
    
int
main ()
{
//  hello("cheungmine");
  dl_hello();
  printf("sqrt(2.0) = %f\n", sqrt(2.0));
  return 0;
}

然后重新编译main.exe和libhello.so如下：

编译源文件
$ gcc -Wall -I. -c main.c
$ gcc -Wall -I. -c hello_fn.c
编译动态库
$ gcc -shared hello_fn.o -o libhello.so
链接主程序，但不链接到动态库。
$ gcc main.o -o main.exe
执行下面的代码可以看到libhello.so并不在main.exe的依存之列：
$ ldd main.exe
移动库到其他目录，通过修改环境变量，程序main.exe执行正确： 
$ mv libhello.so /cygdrive/c/temp
$ export PATH=.:/cygdrive/c/temp:$PATH
$ ./main.exe

6 总结

通过上面的练习，基本清楚了如何用gcc编译程序，包括静态链接库和动态链接库。通过下面的表格可以看到

Linux和Windows的区别：

Windows Unix/Linux

----------------------------------------------------------------------

静态链接库 hello.lib libhello.a

动态链接库 hello.dll libhello.so

延迟加载 LoadLibrary dlopen

GetProcAddress dlsym

FreeLibrary dlclose

本文全部内容在cygwin上运行的，和真实的Linux环境还是存在差异的。gcc版本3.4.4。