Linux C头文件查找与动态库搜索

一、编译程序时，头文件路径搜索

本文介绍在linux中头文件的搜索路径，也就是说你通过include指定的头文件，linux下的gcc编译器它是怎么找到它的呢。在此之前，先了解一个基本概念。

头文件是一种文本文件，使用文本编辑器将代码编写好之后，以扩展名.h保存就行了。头文件中一般放一些重复使用的代码，例如函数声明、变量声明、常数定义、宏的定义等等。当使用＃include语句将头文件引用时，相当于将头文件中所有内容，复制到＃include处。#include有两种写法形式，分别是：

#include <> ： 直接到系统指定的某些目录中去找某些头文件。

#include “” ： 先到源文件所在文件夹去找，然后再到系统指定的某些目录中去找某些头文件。

#include文件可能会带来一个问题就是重复应用，如a.h引用的一个函数是某种实现，而b.h引用的这个函数却是另外一种实现，这样在编译的时候将会出现错误。所以，为了避免因为重复引用而导致的编译错误，头文件常具有：

#ifndef LABEL

#define LABEL

//代码部分

#endif

的格式。其中LABEL为一个唯一的标号，命名规则跟变量的命名规则一样。常根据它所在的头文件名来命名。

例如，如果头文件的文件名叫做hardware.h，那么可以这样使用：

#ifndef __HARDWARE_H__

#define __HARDWARE_H__

//代码部分

#endif

这样写的意思就是，如果没有定义__HARDWARE_H__，则定义__HARDWARE_H__，并编译下面的代码部分，直到遇到#endif。这样当重复引用时，由于__HARDWARE_H__已经被定义，则下面的代码部分就不会被编译了，这样就避免了重复定义。

一句话，头文件事实上只是把一些常用的命令集成在里面，你要用到哪方面的命令就载入哪个头文件就可以了。

gcc寻找头文件的路径(按照1->2->3的顺序)

1. 在gcc编译源文件的时候，通过参数-I指定头文件的搜索路径，如果指定路径有多个路径时，则按照指定路径的顺序搜索头文件。命令形式如：“gcc -I /path/where/theheadfile/in sourcefile.c“，这里源文件的路径可以是绝对路径，也可以是相对路径。

eg：设当前路径为/root/test，include_test.c如果要包含头文件“include/include_test.h“，有两种方法：

1) include_test.c中#include “include/include_test.h”或者#include "/root/test/include/include_test.h"，然后gcc include_test.c即可

2) include_test.c中#include <include_test.h>或者#include <include_test.h>，然后gcc –I include include_test.c也可

2. 通过查找gcc的环境变量C_INCLUDE_PATH/CPLUS_INCLUDE_PATH/OBJC_INCLUDE_PATH来搜索头文件位置。

3. 再找内定目录搜索，分别是

/usr/include

/usr/local/include

/usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.2/include

最后一行是gcc程序的库文件地址，各个用户的系统上可能不一样。

gcc在默认情况下，都会指定到/usr/include文件夹寻找头文件。

gcc还有一个参数：-nostdinc，它使编译器不再系统缺省的头文件目录里面找头文件，一般和-I联合使用，明确限定头文件的位置。在编译驱动模块时，由于非凡的需求必须强制GCC不搜索系统默认路径，也就是不搜索/usr/include要用参数-nostdinc，还要自己用-I参数来指定内核头文件路径，这个时候必须在Makefile中指定。

4. 当#include使用相对路径的时候，gcc最终会根据上面这些路径，来最终构建出头文件的位置。如#include <sys/types.h>就是包含文件/usr/include/sys/types.h

二、编译程序时，动态库文件路径搜索

编译的时候:

1）gcc会去找-L指定的路径，例如

-L/usr/lib -L/usr/X11R6/lib -lgtk -lgdk

2）再找gcc的环境变量LD_LIBRARY_PATH

3）再找内定目录 /lib：/usr/lib： /usr/local/lib：这是当初compile gcc时写在程序内的

二、运行程序时，Linux动态库文件搜索路径

linux共享库链接器ld.so有五种方法查找已经编译好的库libbase.so的位置，分别为：

1）ELF可执行文件中动态段中DT_RPATH所指定的路径。即在编译目标代码时, 对gcc加入链接参数“-Wl,-rpath”指定动态库搜索路径，eg：gcc -Wl,-rpath,/home/arc/test,-rpath,/lib/,-rpath,/usr/lib/,-rpath,/usr/local/lib test.c

2）环境变量LD_LIBRARY_PATH 指定的动态库搜索路径

3）/etc/ld.so.cache中所缓存的动态库路径，这个可以通过先修改配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径，然后执行ldconfig命令使其立即生效。

4）默认的动态库搜索路径/lib

5）默认的动态库搜索路径/usr/lib

另外：在嵌入式Linux系统的实际应用中，1和2被经常使用，也有一些相对简单的的嵌入式系统会采用4或5的路径来规范动态库，3在嵌入式系统中使用的比较少, 因为有很多系统根本就不支持ld.so.cache。

那么，动态链接器ld.so在这五种路径中，是按照什么样的顺序来搜索需要的动态共享库呢？答案这里先告知就是按照上面的顺序来得，即优先级是：1-->2-->3-->4-->5。我们可以写简单的程序来证明这个结论。

首先，写成5个函数，这5个函数名称都叫pt，但是里面的内容不一样：

pt1.c

#include <stdio.h>

void pt(){

printf("1 path on the gcc give \n");

}

pt2.c

#include <stdio.h>

void pt(){

printf("2 path on the LD_LIBRARY_PATH \n");

}

pt3.c

#include <stdio.h>

void pt(){

printf("3 path on the /etc/ld.so.conf \n");

}

pt4.c

#include <stdio.h>

void pt(){

printf("4 path on the /lib \n");

}

pt5.c

#include <stdio.h>

void pt(){

printf("5 path on the /usr/lib \n");

}

然后，分别编译这5个函数，然后将它们分别移到上面5种情况对应的5个不同目录下：

gcc -fPIC -c pt1.c -o pt.o

gcc -shared pt.o -o libpt.so

mv libpt.so /tmp/st/1/

gcc -fPIC -c pt2.c -o pt.o

gcc -shared pt.o -o libpt.so

mv libpt.so /tmp/st/2/

gcc -fPIC -c pt3.c -o pt.o

gcc -shared pt.o -o libpt.so

mv libpt.so /tmp/st/3/

gcc -fPIC -c pt4.c -o pt.o

gcc -shared pt.o -o libpt.so

mv libpt.so /lib/

gcc -fPIC -c pt5.c -o pt.o

gcc -shared pt.o -o libpt.so

mv libpt.so /usr/lib/

再次，编写一个main函数m，让它来调用函数pt：

m.c

#include <stdio.h>

int main(){

printf("start....\n");

pt();

printf("......end\n");

return 0;

}

最后，准备环境，让ld都知道这5个路径：

(a) 往/etc/ld.so.conf总增加一行，内容：/tmp/st/3，然后执行 ldconfig 命令

(b) export LD_LIBRARY_PATH=/tmp/st/2

另外3中路径，ld都可以得到，请接着看下面。

之后测试：

gcc m.c -o m1 -L/tmp/st/1 -lpt -Wl,-rpath,/tmp/st/1

./m1

start....

1 path on the gcc give

......end

这里在可执行文件中动态段中DT_RPATH所指定的路径，因此需要在编译m.c的时候就指定路径，由于其他路径都也告诉了ld，很明显，此种方法优先级最高了。

gcc m.c -o m -L/tmp/st/1 -lpt

./m

start....

2 path on the LD_LIBRARY_PATH

......end

这里很显然调用了LD_LIBRARY_PATH指定了路径中的共享库，因此此种情况优先级第二。

mv /tmp/st/2/libpt.so /tmp/st/2/libpt2.so

/m

start....

3 path on the /etc/ld.so.conf

......end

这里是调用了/etc/ld.so.cache中所缓存的动态库路径中的共享库，因此此种情况优先级第三。

mv /tmp/st/3/libpt.so /tmp/st/3/libpt3.so

./m

start....

4 path on the /lib

......end

这里是调用/lib中的共享库，优先级第四。

rm /lib/libpt.so

./m

start....

5 path on the /usr/lib

......end

这里是调用/lib中的共享库，优先级第五。

故证明这五种路径指定方法的优先级是1-->2-->3-->4-->5！

引用自：http://blog.csdn.net/huangjm_13/article/details/21160445