Linux共享库

共享库的命名惯例

按照共享库的命名惯例，每个共享库有三个文件名：real name、soname和linker name。真正的库文件（而不是符号链接）的名字是real name，包含完整的共享库版本号。例如上面的libcap.so.1.10、libc-2.8.90.so等。

soname是一个符号链接的名字，只包含共享库的主版本号，主版本号一致即可保证库函数的接口一致，因此应用程序的.dynamic段只记录共享库的soname，只要soname一致，这个共享库就可以用。例如上面的libcap.so.1和libcap.so.2是两个主版本号不同的 libcap，有些应用程序依赖于libcap.so.1，有些应用程序依赖于libcap.so.2，但对于依赖libcap.so.1的应用程序来说，真正的库文件不管是libcap.so.1.10还是libcap.so.1.11都可以用，所以使用共享库可以很方便地升级库文件而不需要重新编译应用程序，这是静态库所没有的优点。注意libc的版本编号有一点特殊，libc-2.8.90.so的主版本号是6而不是2或2.8。

linker name仅在编译链接时使用，gcc的-L选项应该指定linker name所在的目录。有的linker name是库文件的一个符号链接，有的linker name是一段链接脚本。

 

＃＃＃＃＃＃＃创建和使用静态库＃＃＃＃＃＃＃＃＃

详细的使用情况，请大家man手册，这里只介绍一下。静态库相对的比较简单。

创建一个静态库是相当简单的。通常使用 ar 程序把一些目标文件（.o）组合在一起，
成为一个单独的库，然后运行 ranlib，以给库加入一些索引信息。

＃＃＃＃＃＃＃＃创建和使用共享库＃＃＃＃＃＃＃＃＃
特殊的编译和连接选项
-D_REENTRANT 使得预处理器符号 _REENTRANT 被定义，这个符号激活一些宏特性。
-fPIC 选项产生位置独立的代码。由于库是在运行的时候被调入，因此这个
选项是必需的，因为在编译的时候，装入内存的地址还不知道。如果
不使用这个选项，库文件可能不会正确运行。
-shared 选项告诉编译器产生共享库代码。
-Wl,-soname -Wl 告诉编译器将后面的参数传递到连接器。而 -soname 指定了
共享库的 soname。
＃ 可以把库文件拷贝到 /etc/ld.so.conf 中列举出的任何目录中，并以
root 身份运行 ldconfig；或者
＃ 运行 export LD_LIBRARY_PATH='pwd'，它把当前路径加到库搜索路径中去。


＃＃＃＃＃＃＃使用高级共享库特性＃＃＃＃＃＃＃＃＃

1. ldd 工具
ldd 用来显示执行文件需要哪些共享库, 共享库装载管理器在哪里找到了需要的共享库.

2. soname

共享库的一个非常重要的，也是非常难的概念是 soname——简写共享目标名（short for shared object name）。这是一个为共享库（.so）文件而内嵌在控制数据中的名字。如前面提到的，每一个程序都有一个需要使用的库的清单。这个清单的内容是一系列库的 soname，如同 ldd 显示的那样，共享库装载器必须找到这个清单。

soname 的关键功能是它提供了兼容性的标准。当要升级系统中的一个库时，并且新库的 soname 和老的库的 soname 一样，用旧库连接生成的程序，使用新的库依然能正常运行。这个特性使得在 Linux 下，升级使用共享库的程序和定位错误变得十分容易。

在 Linux 中，应用程序通过使用 soname，来指定所希望库的版本。库作者也可以通过保留或者改变 soname 来声明，哪些版本是相互兼容的，这使得程序员摆脱了共享库版本冲突问题的困扰。

查看/usr/local/lib 目录，分析 MiniGUI 的共享库文件之间的关系

3. 共享库装载器

当程序被调用的时候，Linux 共享库装载器（也被称为动态连接器）也自动被调用。它的作用是保证程序所需要的所有适当版本的库都被调入内存。共享库装载器名字是 ld.so 或者是 ld-linux.so，这取决于 Linux libc 的版本，它必须使用一点外部交互，才能完成自己的工作。然而它接受在环境变量和配置文件中的配置信息。



文件 /etc/ld.so.conf 定义了标准系统库的路径。共享库装载器把它作为搜索路径。为了改变这个设置，必须以 root 身份运行 ldconfig 工具。这将更新 /etc/ls.so.cache 文件，这个文件其实是装载器内部使用的文件之一。



可以使用许多环境变量控制共享库装载器的操作（表1-4+）。

表 1-4+ 共享库装载器环境变量
变量 含义
LD_AOUT_LIBRARY_PATH 除了不使用 a.out 二进制格式外，与 LD_LIBRARY_PATH 相同。
LD_AOUT_PRELOAD 除了不使用 a.out 二进制格式外，与 LD_PRELOAD 相同。
LD_KEEPDIR 只适用于 a.out 库；忽略由它们指定的目录。
LD_LIBRARY_PATH 将其他目录加入库搜索路径。它的内容应该是由冒号
分隔的目录列表，与可执行文件的 PATH 变量具有相同的格式。
如果调用设置用户 ID 或者进程 ID 的程序，该变量被忽略。
LD_NOWARN 只适用于 a.out 库；当改变版本号是，发出警告信息。
LD_PRELOAD 首先装入用户定义的库，使得它们有机会覆盖或者重新定义标准库。
使用空格分开多个入口。对于设置用户 ID 或者进程 ID 的程序，
只有被标记过的库才被首先装入。在 /etc/ld.so.perload 中指定
了全局版本号，该文件不遵守这个限制。

4. 使用 dlopen

另外一个强大的库函数是 dlopen()。该函数将打开一个新库，并把它装入内存。该函数主要用来加载库中的符号，这些符号在编译的时候是不知道的。比如 Apache Web 服务器利用这个函数在运行过程中加载模块，这为它提供了额外的能力。一个配置文件控制了加载模块的过程。这种机制使得在系统中添加或者删除一个模块时，都不需要重新编译了。

可以在自己的程序中使用 dlopen()。dlopen() 在 dlfcn.h 中定义，并在 dl 库中实现。它需要两个参数：一个文件名和一个标志。文件名可以是我们学习过的库中的 soname。标志指明是否立刻计算库的依赖性。如果设置为 RTLD_NOW 的话，则立刻计算；如果设置的是 RTLD_LAZY，则在需要的时候才计算。另外，可以指定 RTLD_GLOBAL，它使得那些在以后才加载的库可以获得其中的符号。

当库被装入后，可以把 dlopen() 返回的句柄作为给 dlsym() 的第一个参数，以获得符号在库中的地址。使用这个地址，就可以获得库中特定函数的指针，并且调用装载库中的相应函数。