高级C/C++编译技术之读书笔记（四）之定位库文件

                                                                                    

　　最近有幸阅读了《高级C/C++编译技术》深受启发，该书深刻浅出地讲解了构建过程（编译、连接）中的各类细节，从多个角度展现了程序与库文件或代码的集成方法，提出了面向代码复用和系统集成的软件架构设计方法，以及系统开发过程当中疑难问题的解决方案。
　　如下将回头记录下其中的关键要点，以便后面查阅。

本节思惟导图

1. linux库命名规则

（1）静态库：lib+<library name>. + a

（2）动态库：lib+<<library name> + .so + <library version information>

（3）动态库的版本信息

　　dynamic libaray version information = <M>.<m>.<p>

　　M:主版本号

　　m:次版本号

　　p:补丁(很小的代码改动)版本号

（4）动态库的soname

　　soname = lib+<libaray name>+.so+M

　　动态库的soname一般由链接器嵌入二进制文件的专有ELF字段中，一般用特定的链接器选项，将表示库soname的字符串传递给连接器

g++ -shared <list of object files> -Wl, -soname, libfoo.so.1 -o libfoo.so.1.0.0

注意：（1）-Wl选项告诉编译器将后面的参数传递给连接器

　　　（2）凡是间接调用连接器时，咱们须要在连接器参数前追加“Wl,”

2. 构建过程当中库文件定位规则

　　在Linux中用-L和-l选项来指定构建过程当中库文件路径

（1）将完整的库文件路径分红两个部分：目录路径和库文件名

（2）将目录路径添加到-L链接器选项后面，并传递给连接器

（3）将库文件名添加到-l参数后面，并传递给链接器

g++ main.o -L../sharedlib -lwokingdemo -o demo

在使用g++命令行一次性完整编译连接两个过程时，应在在连接器前添加-Wl,

g++ -Wall -fPIC main.cpp -Wl, -L../sharedlib -Wl, -lworkingdeno -o demo

3. 运行时动态库文件定位规则

　　对于经验不足的linux软件工程师常常会遇到找到不动态库的状况而不知所措，主要是对如下内容不够了解。

　　动态库运行时搜索算法由一组规则约束，按照优先级从高到低列出

（1）预加载库

　　毫无疑问，预加载库应该拥有最高的搜索优先级，装载器会首先加载这些库，而后才开始搜索其它库，有两种方法能够指定预加载库

a：经过设置LD_PRELOAD环境变量

export LD_PRELOAD=/home/fate/shareddir/libtest.so:$LD_PRELOAD

b：经过修改、etc/ld.so.preload文件

指定预加载库并不符合标准的设计规范。相反，该方案仅用于特殊状况，好比设计压力测试、诊断已经对原始代码的紧急补丁等

（2）rpath

　　rpath和runpath均可供咱们使用，可是runpath在运行时搜索优先级列表中赋予了更高的优先级，只有在runpath缺失的状况下，rpath才是linux装载器剩余的搜索路径信息中具备最高优先级的。

　　但若是ELF二进制文件的runpath(DT_RUNPATH)字段是非空的，那么rpath会被忽略

g++ -Wl, -R/home/fate/shared/ -ltestlibrary

　　或者，也能够用LD_RUN_PATH环境变量来设置rpath

export LD_RUN_PATH=/home/fate/shared:$LD_RUN_PATH

（3）LD_LIBARAY_PATH

　　从库搜索概念发展初期开始，开发人员就但愿可使用一种临时应急的有效机制来验证它们的设计，经过特定的环境变量（LD_LIBRARY_PATH）就能解决咱们遇到的问题，当没有rpath时，该路径就是路径搜索信息中优先级最高的

export LD_LIBRARY_PATH=/home/fate/shared/:$LD_LIBRARY_PATH

注意：该机制只应用于实验目的，软件产品的产品版本不该该依赖于这种机制

 （4）runpath

　　设置runpath的方法和设置rpath的方法很是类似，为了传递-R或-rpath连接器选项，须要使用额外的--enable-new-dtags连接选项

g++ -Wl,-R/home/fate/shared/ -Wl, --enable-new-dtags -ltestlibrary

（5）ldconfig缓存

　　一种标准的代码部署过程是基于运行linux的ldconfig工具，ldconfig会将指定的目录路径插入动态库搜索列表中，该列表维护在文件/etc/ld.so.conf中。一样地，系统会扫描新加入的目录路径，其结果是将发现的库文件名添加到库文件名列表中，该表维护在/etc/ld.so.cache文件中

4. 默认库文件路径

　　/lib和/usr/lib是linux操做系统保存动态库的两个默认路径

5. 优先级方案小节

　　总的来讲，优先级方案能够概括为如下两种版本：

（1）若是指定了RUNPATH(即LD_RUNPATH字段非空)

　　a. LD_LIBRARY_PATH

　　b. runpath（LD_RUNPATH）

　　c. ld.so.cache

　　d. 默认路径

（2）若是没有指定runpath

　　a. 被加载库的RPATh,而后是二进制文件的RPATH,直到可执行文件或者动态库将这些库所有加载完毕为止

　　b. LD_LIBRAYR_PATH

　　c. ld.so.cache

　　d. 默认路径

6.示例:动态库的建立和函数调用

linux_so.h

#pragma once

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
void fun();
#ifdef __cplusplus
}
#endif

linux_so.c

#include "linux_so.h"

#include <iostream>
using namespace std;

void fun()
{
    cout << "print fun" << endl;
}

main.c

#include "stdio.h"

#include "linux_so.h"

int main()
{
    fun();
    return 0;
}

编译、连接

g++ -Wall -g -o0 -fPIC -shared linux_so.c -o liblinux_so.so

　g++ -Wall -g -o0 -fPIC main.c -Wl,-L./ -Wl,-llinux_so -o out

  export LD_LIBRARY_PATH=/home/fate/sharedir/dlltest/:$LD_LIBRAYR_PATH

 输出