在近一段時間里，由于多次參與相關(guān)專業(yè)軟件Linux運行環(huán)境建設(shè)，深感有必要將這些知識理一理，供往后參考。

編譯時和運行時

縱觀程序編譯整個過程，細(xì)分可分為編譯（Compiling，指的是語言到平臺相關(guān)目標(biāo)文件這一層次）和鏈接（Linking，指目標(biāo)文件到最終形成可執(zhí)行文件這一層次），這個總的過程可稱為編譯時；就動態(tài)鏈接而言，還存在一個運行時，即程序在被操作系統(tǒng)加載的過程中，系統(tǒng)將該程序需要的動態(tài)庫加載至內(nèi)存到程序開始運行的這一段過程。明確這兩個過程在一般linux開發(fā)中的地位，以及了解每個“時”所遇要的文件、所運行的工具對理解linux動態(tài)鏈接很重要。

Linux共享庫命名規(guī)范

回顧linux對動態(tài)庫的命名規(guī)則，在一般情況下，均命名為libname.so.x.y.z。各版本號意義與兼容性標(biāo)準(zhǔn)如下表所示，這些也是程序員進行庫程序設(shè)計是應(yīng)該盡量遵守的設(shè)計規(guī)范。

這樣的設(shè)計很容易帶來一個問題，即動態(tài)庫如何進行有效地升級，而不要求依賴它的應(yīng)用程序重新編譯？比如demo.out依賴libsmath.so.1.0.0（該名稱在編譯已指定，儲存在ELF文件的DT_NEEDED段中），現(xiàn)對該庫升級至1.1.0，但demo.out程序已經(jīng)無法使用新版本的庫。為解決這樣的問題，Linux引入一種新的機制SO-NANE.

SO-NAME版本控制

由上可知，共享庫的主版本和次版本決定該共享庫的接口，則對于依賴某庫的應(yīng)用程序，最小限度上只需記錄該庫的主版本號，具體的版本即次版本和發(fā)布版本，可以交給動態(tài)鏈接器（一般為ld-linux.so）來選擇，這樣便可以在一定程度上解決上述的問題。

具體設(shè)計實現(xiàn)方面，對于libname.so.x.y.z，省略其y和z，只記錄成libname.so.x即為該共享庫的SO-NAME，在需要該庫的應(yīng)用程序的DT_NEEDED段中記錄這個SO-NAME，同時在動態(tài)鏈接器的庫搜索目錄添加這個庫的軟鏈接，指定為libname.so.x（可通過設(shè)置/etc/ld.so.conf或設(shè)置環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH）。這樣對于libname.so.x.y.z的次版本和發(fā)布版本的升級，只需更新該軟鏈接就行，應(yīng)用程序無須重新編譯。

同時，SO-NAME也會被記錄在該動態(tài)庫內(nèi)，供ldconfig工具自動更新軟鏈接所用，這也就是每次安裝新軟件包后一般會運行該工具的原因。

以上這些均是對于運行時而言的，在編譯時同樣需要一些該庫的信息，指定所需要的庫，即gcc的-lname選項。該選項主要是傳遞給鏈接器（ld，而非運行時所用的ld-linux.so），鏈接器會在庫搜索目錄（可通過設(shè)置-rpath參數(shù)或LIBRARY_PATH環(huán)境變量）搜索libname.so文件，所以為了能使用該庫進行開發(fā)，需要在以上目錄設(shè)定指向libname.so.x或libname.so.x.y.z的軟鏈接，名稱為libname.so.這項工作一般需手動完成。

示例

（下述例子中，smath.h、libsmath.so為編譯時需要文件；libsmath.so.1、libsmath.so.1.0.0為運行時所需文件）

假設(shè)需要自定義編寫一套數(shù)學(xué)庫，其中有Add和Sub等函數(shù)

1 //smath.h2 3 int Add(int,int);4 5 int Sub(int,int);

 1 //smath.c 2  3 int Add(int a,int b) 4  5 { 6  7     return a+b; 8  9 }10 11 int Sub(int a,int b)12 13 {14 15     return a-b;16 17 }

①編譯

按照gcc操作手冊

執(zhí)行

gcc -shared -fPIC -Wl, -soname,libsmath.so.1 -o libmath.so.1.0.0 smath.c

（若不指定-soname，則該庫沒有SO-NAME,DT_NEEDED中記錄為空）

②安裝

復(fù)制頭文件

cp smath.h ~/include

安裝至自定義目錄（非/lib、/usr/lib等），假設(shè)安裝至~/lib下

cp libsmath.so.1.0.0 ~/libcd ~/libln -s libsmath.so.1.0.0 libsmath.so.1ln -s libsmath.so.1 libsmath.so

③使用

保證smath.h 、libsmath.so在相關(guān)搜索目錄下（編譯鏈接用）

export C_INCLUDE_PATH=$HOME/includeexport LIBRARY_PATH=$HOME/include

（也可設(shè)置gcc相關(guān)參數(shù)設(shè)置）

則現(xiàn)在可使用gcc編譯如下代碼

main.c#include <stdio.h>#include <smath.h>int main(){    int a=3,b=5;    PRintf(“%d + %d = %d/n”,a,b,Add(a，b));    return 0;}

編譯

gcc -omain.out -lsmath main.c 

④運行

保證libsmath.so.1在相關(guān)搜索目錄下（運行鏈接用）

export LD_LIBRARY_PATH=$HOME/lib

（也可設(shè)置/etc/ld.so.conf目錄）

即可運行

參考

《程序員的自我修養(yǎng)——鏈接、裝載與庫》 第8章

Working with libraries and the linker -- http://bottomupcs.sourceforge.net/csbu/x4012.htm