GCC定位库

之前我们学习的是制作库文件，不管是静态库或者是共享库，根据具体的编译流程就可以制作，但是无论是什么库，使用的时候都需要链接。为了使库文件能够正确的链接，链接的时候需要能够定位库。对于静态库链接程序来说，所有的目标文件都集中在一起保存成一个独立的可执行文件，这个可执行文件完全可以移植到相互兼容的系统中并能正确运行，甚至目标文件都不存在也没有关系。但是共享库链接的时候必须存在，每次运行程序的时候需要使用。

链接时定位库

无论在什么时候，只要链接程序就需要查找库，编译器会查找指定的目录列表。这些目录是否被包含进查询路径，依赖于使用哪种竞争模式 ld（ld是链接器），编译的时候如何配置 ld，以及命令行指定的目录。大多数的系统库放置的位置是目录/lib和/usr/lib中，这是系统配置好的，因此会自动查找这两个目录。通过使用一个或者多个-L选项，指定其他的查询目录。命令在执行的时候就会直接到我们指定的目录下寻找链接文件。

实例：/home/lib目录下存放着我们的库文件libtest.a（静态库），编译的时候命令如下：

 gcc -L/home/lib mian.o -o main -ltest

执行命令结束，我们就可以得到最终的目标文件。

运行时载入库

只要程序被链接想要使用共享库，就必须在运行的时候能够找到共享库的位置。因为是通过名字确定库，而不是通过目录定位库，因此可以在链接程序的时候使用一个库，而在运行的时候使用另一个库。如过我们改变库文件的版本号，而没有改变程序的版本，在运行的时候会出现问题，所以很多库会把版本号作为名字的一部分，例如：libm.so或libutil-2.2.4.so。

无论何时载入程序并打算运行的时候，共享库都应该位于以下的位置：

1. 环境变量LD_LIBRARY_PATH列出的所有用分号分割的目录；
2. 文件/etc/ld.so.cache中找到的库的列表，由工具ldconfig维护
3. 目录/usr
4. 目录/usr/lib

如果想要知道载入了那个库，以及确切的了解应用程序使用的那个库，可以使用ldd。命令格式如下：

ldd option filename

option可以表示的选项如下：
-d：进程数据重寻址
-r：进程数据和函数重寻址
-u：打印出未使用的直接依赖关系
-v：打印出所有的信息
实例：我们当前目录下存在一个可执行文件main。在命令行输入命令：

ldd -v main

显示的信息如下：

linux-vdso.so.1 (0x00007ffe6d730000)
       libadd.so => /usr/lib/libadd.so (0x00007fca6e1c5000)
       libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fca6ddd4000)
       /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fca6e5c9000)
 
Version information:
./main:
       libc.so.6 (GLIBC_2.2.5) => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6:
       ld-linux-x86-64.so.2 (GLIBC_2.3) => /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
       ld-linux-x86-64.so.2 (GLIBC_PRIVATE) => /lib64/ld-linux-x86-64.so.2

上面显示的信息，文件链接的库文件，以及库文件的版本号和库的位置。

动态加载动态库函数

共享库中的函数可被加载并执行而不需要链接到程序里。加载动态链接库，首先要为共享库分配物理内存，然后在进程对应的页表项中建立虚拟页和物理页面之间的映射。动态加载函数需要使用四个基本函数分别是：dlopen()、dlsym()、dlerror()、dlclose()，使用这些函数需要包含头文件dlfcn.h。

分别介绍一下各个函数的作用和使用方式（我们也可以通过man手册查看）。

1. 打开动态链接库文件函数为 dlopen，函数原型如下：

void *dlopen (const char *filename, int flag);

dlopen用于打开指定名字(filename)的动态链接库(最好文件绝对路径)，并返回操作句柄。

flag的选项可以是以下两种：

RTLD_NOW：立即决定，返回前解除所有未决定的符号。
RTLD_LAZY：暂缓决定，等有需要时再解出符号

返回值：打开错误返回NULL，成功返回库引用。编译时要加入“-ldl”选项（指定dl库），实例：

gcc test.c -o test -ldl

2. 取函数执行地址的的函数为 dlsym，函数原型如下：

void *dlsym(void *handle, char *symbol);

dlsym 根据动态链接库操作句柄 (handle) 与符号 (symbol) ，返回符号对应的函数的执行代码地址。
 
3. 关闭动态链接库函数为dlclose，函数原型如下：

int dlclose (void *handle);

dlclose 用于关闭指定句柄的动态链接库，只有当此动态链接库的使用计数为 0 时,才会真正被系统卸载。返回值为 0 表示成功，非零表示失败。
 
4. 动态库错误函数为 dlerror，函数原型如下：

const char *dlerror(void);

当动态链接库操作函数执行失败时，dlerror 可以返回出错信息，返回值为 NULL 时表示操作函数执行成功。
 
实例：只要两个函数向标准输出中显示字符，说明他们被调用了。

/*sayhello.c*/
#include <stdio.h>
 
void sayhello()
{
    printf("hello\n");
}
 
/*saysomething.c*/
#include <stdio.h>
 
void saysomething(char *str)
{
    printf("%s\n",str);
}

把上面这两个函数制作成静态库文件。使用命令：

gcc -shared -fpic sayhello.c saysomrthing.c -o libsayfn.so

 调用函数如下：

/*main.c*/
#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(int argc,char *argv[])
{
    void *handler;
    char *error;
    void (*sayhello)(void);
    void (*saysomething)(char *);
    handler = dlopen("libsayfn.so",RTLD_LAZY);
    if(error = dlerror())
    {
        printf("%s\n",error);
        exit(1);
    }
    sayhello = dlsym(handler,"sayhello");
    if(error = dlerror())
    {
        printf("%s\n",error);
        exit(1);
    }
    saysomething = dlsym(handler,"saysomething");
    if(error = dlerror())
    {
        printf("%s\n",error);
        exit(1);
    }
    sayhello();
    saysomething("this is somethng");
 
    dlclose(handler);
    return 0;
}

最后编译main.c文件，使用下面的命令：

gcc main.c -ldl -o main

编译的时候需要注意，需要添加链接选项-ldl，还有就是在执行程序的时候需要把动态库文件放到指定的位置，否则就会出现动态库找不到的错误信息。
运行程序就可以看到如下的信息：

hello
This is something

这就说明我们这里例子没有问题。