在linux中庫(kù)與頭文件的聯(lián)系是什么

本篇內(nèi)容介紹了“在linux中庫(kù)與頭文件的聯(lián)系是什么”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過(guò)程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

在linux中庫(kù)與頭文件的聯(lián)系：頭文件中有函數(shù)的申明，庫(kù)文件實(shí)現(xiàn)函數(shù)的定義；庫(kù)中的每個(gè)函數(shù)都需要在頭文件中加以聲明。在寫(xiě)程序時(shí)，需要用頭文件來(lái)提供對(duì)常量的定義和對(duì)系統(tǒng)函數(shù)及庫(kù)函數(shù)調(diào)用的聲明；而庫(kù)是一組已經(jīng)編譯好的函數(shù)的集合，也就是目標(biāo)文件“.o”的集合，是按照可重用的原則編寫(xiě)的，一般由一組互關(guān)聯(lián)的函數(shù)組成以執(zhí)行某項(xiàng)常見(jiàn)任務(wù)。

在一般應(yīng)用程序源代碼中，頭文件中有函數(shù)的申明，庫(kù)文件實(shí)現(xiàn)函數(shù)的定義；庫(kù)中的每個(gè)函數(shù)都需要在頭文件中加以聲明。

1. 頭文件

在寫(xiě)程序時(shí)，我們需要用頭文件來(lái)提供對(duì)常量的定義和對(duì)系統(tǒng)函數(shù)及庫(kù)函數(shù)調(diào)用的聲明，這些頭文件位于/usr/include中。這些頭文件都位于可以被編譯器自動(dòng)搜索到的目錄中，如X視窗系統(tǒng)的/usr/include/X11和GNU C++的/usr/include /c++。

在調(diào)用gcc時(shí)，可以使用標(biāo)志-I來(lái)包含保存在子目錄或其它非標(biāo)準(zhǔn)位置中的頭文件，例如 gcc -I/usr/openwin/include fred.c

2. 庫(kù)文件

庫(kù)是一組已經(jīng)編譯好的函數(shù)的集合，也就是目標(biāo)文件.o的集合，是按照可重用的原則編寫(xiě)的，一般由一組互關(guān)聯(lián)的函數(shù)組成以執(zhí)行某項(xiàng)常見(jiàn)任務(wù)。

標(biāo)準(zhǔn)linux系統(tǒng)庫(kù)文件一般存儲(chǔ)在/lib和/usr/lib目錄中。默認(rèn)情況下GCC的鏈接程序只搜索標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言庫(kù)，這是一個(gè)歷史遺留問(wèn)題。我們必須使庫(kù)文件名遵守特定的規(guī)范并在命令行中加以指定。

庫(kù)文件總以lib開(kāi)頭，然后指出這是什么庫(kù)，最后的部分.a代表靜態(tài)函數(shù)庫(kù)，.so代表共享函數(shù)庫(kù)（即windows下的DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)）。

如gcc -o fred fred.c /usr/lib/libm.a或gcc -o fred fred.c -lm
-L標(biāo)志為鏈接器增加庫(kù)的搜索路徑，如gcc -o x11fred -L /usr/openwin/lib x11fred.c -1X11

2.1 靜態(tài)庫(kù)

靜態(tài)庫(kù)以.a結(jié)尾，也稱作歸檔文件，在生成可執(zhí)行程序時(shí)，靜態(tài)庫(kù)文件就被鏈接進(jìn)去，生成的可執(zhí)行文件較大，可以脫離靜態(tài)庫(kù)文件運(yùn)行。

2.1.1 生成方法

首先創(chuàng)建兩個(gè)源文件fred.c和bill.c

然后用gcc -c編譯生成兩個(gè)目標(biāo)文件

然后為這兩個(gè)函數(shù)編寫(xiě)頭文件，進(jìn)行函數(shù)聲明

然后在main函數(shù)中包含頭文件并調(diào)用其中一個(gè)庫(kù)函數(shù)

然后編譯main函數(shù)并將main.o和之前生成的bill.o鏈接，可以正確執(zhí)行

接下來(lái)我們生成庫(kù)文件，用ar歸檔程序創(chuàng)建歸檔文件并將目標(biāo)文件添加進(jìn)去，它可將若干單獨(dú)的文件歸并到一個(gè)大的文件中。ar crv libfoo.a bill.o fred.o 之后我們要用ranlib命令為函數(shù)庫(kù)生成一個(gè)內(nèi)容表。

然后我們將庫(kù)文件和之前生成的program.o文件鏈接起來(lái),執(zhí)行成功

也可以用-l指定函數(shù)庫(kù)，并用-L指定非標(biāo)準(zhǔn)位置。

我們可以用nm命令查看哪些函數(shù)被包含在目標(biāo)文件，函數(shù)庫(kù)或可執(zhí)行文件中，可用于反匯編分析。程序被創(chuàng)建時(shí)它只包含函數(shù)庫(kù)中它所實(shí)際需要的函數(shù)，雖然頭文件中有所有函數(shù)的聲明，但鏈接器并不會(huì)將它們?nèi)挎溄舆M(jìn)去。

靜態(tài)庫(kù)Linux與Windows的比較

2.2 共享庫(kù)

當(dāng)同時(shí)運(yùn)行許多應(yīng)用程序并且他們中都使用來(lái)自同一個(gè)函數(shù)庫(kù)的函數(shù)時(shí)，內(nèi)存中會(huì)有同一個(gè)函數(shù)的許多副本，浪費(fèi)內(nèi)存和外存??！當(dāng)程序使用函數(shù)庫(kù)時(shí)，它本身在鏈接時(shí)不再包含函數(shù)代碼，而是引用運(yùn)行時(shí)可訪問(wèn)的共享代碼，當(dāng)編譯好的程序被裝載到內(nèi)存中執(zhí)行時(shí)，函數(shù)引用被解析并產(chǎn)生對(duì)共享庫(kù)的調(diào)用，如果有必要，共享庫(kù)才被加載到內(nèi)存中。即系統(tǒng)可以只在內(nèi)存中保留共享庫(kù)的一份副本供許多應(yīng)用程序調(diào)用，在外存上也可只保留一份。而且共享庫(kù)的更新也可以獨(dú)立于依賴它的應(yīng)用程序，應(yīng)用程序不需再重新編譯。
在linux系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)裝載共享庫(kù)并解析客戶程序引用的函數(shù)的程序（動(dòng)態(tài)裝載器）是ld.so

2.2.1 生成方法

用中間文件bill.o fred.o生成共享庫(kù)libfoo.so gcc -shared -fpic -o libfoo.so bill.o fred.o

生成了共享庫(kù)后，要置于標(biāo)準(zhǔn)搜索目錄下。搜索共享庫(kù)的額外位置可以在文件/etc/ld.so.conf中配置，修改這個(gè)文件后執(zhí)行命令ldconfig來(lái)處理。
/etc/ld.so.conf的內(nèi)容為include /etc/ld.so.conf.d/*.conf，在此目錄下建立自己的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)路徑配置文件mylib.conf

然后指定搜索路徑

鏈接生成可執(zhí)行文件gcc -o main program.o -lfoo -L.

ldd工具可用來(lái)分析可執(zhí)行文件運(yùn)行所需要的共享庫(kù)

也可以在編譯目標(biāo)代碼時(shí)指定.so庫(kù)的搜索路徑，通過(guò)gcc 的參數(shù)-Wl,-rpath指定，如gcc main.cpp -lfoo -L. -Wl,-rpath=.-Wl, 表示后面的參數(shù)將傳給 link 程序 ld （因?yàn)?gcc 會(huì)自動(dòng)調(diào)用ld ）當(dāng)指定多個(gè)動(dòng)態(tài)庫(kù)搜索路徑時(shí)，路徑之間用冒號(hào) " ： " 分隔。

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