Linux下编译生成SO并进行调用执行

Linux下编译生成SO并进行调用执行

参考博客的博客：

C编译: 动态连接库 (.so文件) - Vamei - 博客园 (cnblogs.com)

C 多个动态库存在同名函数问题处理方法：-fvisibility=hidden_more_HH-CSDN博客_fvisibility

Linux编译动态链接库so避免运行时才发现函数未定义符号的错误undefined symbol的ld参数 (gmd20.github.io)

查看so库的方法__臣本布衣_新浪博客 (sina.com.cn)

Linux 动态库同名函数处理-iibull-ChinaUnix博客

1 代码结构

（1）include中是用于生成SO的头文件，当前只有一个test.h文件，内容如下：

void print_func(void);

（2）src中是用于生成SO的源文件，当前只有一个test.c文件，内容如下：

#include <stdio.h>

void print_func(void)
{
    int i = 0;

    for (; i < 10; i++)
        printf("i = %d\n", i);
 	return;   
}

（3）Makefile文件是用于生成SO的，内容如下：

PROJECT=libprint_func.so

CC?=gcc

SOURCES=$(wildcard src/*.c)

OBJECTS=$(patsubst %.c,%.o,$(SOURCES))

.PHONY:clean

CFLAG = -Iinclude -fPIC -shared
LD_FLAG = -fPIC -s -Wl,-z,relro,-z,now,-z,noexecstack -fstack-protector-all

$(PROJECT): $(OBJECTS)
	mkdir -p lib
	$(CC)  -shared -o lib/$@ $(patsubst %.o,obj/%.o,$(notdir $(OBJECTS))) $(LD_FLAG)
	@echo "finish $(PROJECT)"

.c.o:
	@mkdir -p obj
	$(CC) -c $< $(CFLAG) -o obj/$(patsubst %.c,%.o,$(notdir $<))

clean:
	-rm -rf obj lib
	@echo "clean up"

生成的SO的名字为libprint_func.so。

（4）main.c用于测试，函数内部会调用test.c中的函数，代码如下：

#include <stdio.h>
#include "test.h"

int main(void)
{
    print_func();

    return 0;
}

2 编译SO

编译方式，直接在Makefile所在目录执行make即可。

$ ls
include/  main.c  Makefile  src/
$ make
cc -c src/test.c -Iinclude -fPIC -shared -o obj/test.o
mkdir -p lib
cc  -shared -o lib/libprint_func.so obj/test.o -fPIC -s -Wl,-z,relro,-z,now,-z,noexecstack -fstack-protector-all
finish libprint_func.so

执行了make之后，会在当前目录生成两个文件夹lib和obj，lib目录存放SO文件，obj目录存在生成的obj文件。

$ ls lib/libprint_func.so 
lib/libprint_func.so*
$ ls obj/test.o 
obj/test.o

3 生成可执行文件

接着编译main.c，生成可执行文件进行测试。

编译方式：

gcc -o test main.c -lprint_func -Llib -Iinclude -Wall

-l：说明库文件的名字，使用-lprint_func (即libprint_func库文件)

-L：指定编译库文件所在位置

-I（大写的i）：指定头文件所在文件

-Wall：打印所有警告

注意：编译时必须包括SO中函数的头文件（test.h），否则会提示隐形声明的警告。

例如：在main.c中注释掉#include "test.h"。

#include <stdio.h>
//#include "test.h"

int main(void)
{
    print_func();

    return 0;
}

编译时会提示警告：

$ gcc -o test main.c -lprint_func -Llib -Iinclude -Wall
main.c: In function ‘main’:
main.c:6:5: warning: implicit declaration of function ‘print_func’ [-Wimplicit-function-declaration]
     print_func();

4 执行可执行文件

直接执行可执行文件，会提示找不到libprint_func.so文件。

$ ./test 
./test: error while loading shared libraries: libprint_func.so: cannot open shared object file: No such file or directory

可通过gcc -print-search-dirs命令来查看库的搜索路径：

$ gcc -print-search-dirs
install: /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/
programs: =/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../x86_64-redhat-linux/bin/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../x86_64-redhat-linux/bin/
libraries: =/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../x86_64-redhat-linux/lib/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../x86_64-redhat-linux/lib/../lib64/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../lib64/:/lib/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/lib/../lib64/:/usr/lib/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/../lib64/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../x86_64-redhat-linux/lib/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../:/lib/:/usr/lib/

可以通过ldd命令查看可执行文件依赖的库：

$ ldd ./test             
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffd5b943000)
        libprint_func.so => not found
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007efec2afc000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00005593b3bba000)

可以看到找不到libprint_func.so库，有两种方法可以解决。

方法一：将libprint_func.so拷贝到系统的/lib/路径下，并执行ldconfig命令（此操作需要root权限才能搞定）；

方法二：将libprint_func.so所在路径，增加到LD_LIBRARY_PATH环境变量中。

1）先使用方法二解决：

$ export LD_LIBRARY_PATH=./lib
$ ldd ./test                  
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffeb81dd000)
        libprint_func.so => ./lib/libprint_func.so (0x00007f35a3dfc000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f35a3a25000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00005625bf8b5000)
$ ./test     
i = 0
i = 1
i = 2
i = 3
i = 4
i = 5
i = 6
i = 7
i = 8
i = 9

2）再使用方法一解决：

$ export LD_LIBRARY_PATH=./
$ ./test 
./test: error while loading shared libraries: libprint_func.so: cannot open shared object file: No such file or directory
$ sudo cp lib/libprint_func.so /lib
$ sudo ldconfig
$ ./test       
i = 0
i = 1
i = 2
i = 3
i = 4
i = 5
i = 6
i = 7
i = 8
i = 9

5 扩展

问题一：如果在不同的SO中存在相同的函数名，那么如何处理？

在之前test.c中的代码基础上，修改print_func函数内容：

#include <stdio.h>

void print_func(void)
{
    int i = 0;

    for (i = 10; i < 20; i++)
        printf("i = %d\n", i);
    return;
}

然后重新生成一个SO文件，重命名为libprint_func00.so（更改Makefile）。

先删除/lib库下的libprint_func.so。

$ sudo rm /lib/libprint_func.so 
$ sudo ldconfig

将libprint_func.so 和 libprint_func00.so 都放到当前目录的lib下：

$ ls ./lib/
libprint_func00.so*  libprint_func.so*

然后使用方法二链接SO文件：

$ export LD_LIBRARY_PATH=./lib

编译：

$ gcc -o test main.c -lprint_func -lprint_func00  -Llib -Iinclude -Wall
$ ldd test 
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffd04d9b000)
        libprint_func.so => ./lib/libprint_func.so (0x00007f729a480000)
        libprint_func00.so => ./lib/libprint_func00.so (0x00007f729a27d000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f7299ea7000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x000055f88ea81000)

执行：

$ ./test 
i = 0
i = 1
i = 2
i = 3
i = 4
i = 5
i = 6
i = 7
i = 8
i = 9

可以看出，执行时调用的是libprint_func.so库。

下面更改编译时SO文件的顺序（先-lprint_func00），然后执行：

$ gcc -o test main.c -lprint_func00 -lprint_func  -Llib -Iinclude -Wall  
$ ./test 
i = 10
i = 11
i = 12
i = 13
i = 14
i = 15
i = 16
i = 17
i = 18
i = 19

可以看出，执行时调用的是libprint_func00.so库。

总结：SO中重名时，优先调用的是先链接的库。

对于不同库中函数重名的问题，可参考博客Linux 动态库同名函数处理-iibull-ChinaUnix博客，这里不进行说明。

6 总结

由于这是第一次尝试生成SO文件，部分地方可能存在问题，希望网友指出。

再次感谢参考的博客：

C编译: 动态连接库 (.so文件) - Vamei - 博客园 (cnblogs.com)

C 多个动态库存在同名函数问题处理方法：-fvisibility=hidden_more_HH-CSDN博客_fvisibility

Linux编译动态链接库so避免运行时才发现函数未定义符号的错误undefined symbol的ld参数 (gmd20.github.io)

查看so库的方法__臣本布衣_新浪博客 (sina.com.cn)

Linux 动态库同名函数处理-iibull-ChinaUnix博客

Linux下部分用于SO相关的命令：

打印SO中的符号信息：nm -D libxxx.so

$ nm -D ./lib/libprint_func.so 
0000000000201000 B __bss_start
                 w __cxa_finalize
0000000000201000 B _edata
0000000000201008 B _end
0000000000000700 T _fini
                 w __gmon_start__
0000000000000580 T _init
                 w _ITM_deregisterTMCloneTable
                 w _ITM_registerTMCloneTable
                 w _Jv_RegisterClasses
                 U printf
00000000000006c5 T print_func

查看依赖关系：ldd libxxx.so

$ ldd ./lib/libprint_func.so 
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fff56150000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007fd3fd4e7000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00005598885c5000)

查看so库的属性：file libxxx.so

$ file ./lib/libprint_func.so 
./lib/libprint_func.so: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, BuildID[sha1]=24735da88c6198d81974645c25367fae14a267a5, stripped