Linux 共享库知识整理

1 创建和使用静态库

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。

2  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。

3  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。