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库分为动态库和静态库它们都是.o文件的集合linux系统中静态库以lib为前缀.a为后缀 动态库以lib为前缀.so为后缀。
如何分装一个库
我们可以使用一个指令分装静态库。 ar -rc [分装成库的名字] [要分装的.o文件] 分装动态库使用以下指令。 gcc/g -shared [分装成库的名字] [要分装的.o文件] 分装动态库编译生成.o文件时需要加入-fPIC选项。 gcc -fPIC -c [.c] 静态库
静态库的运行原理是将库内的所有内容拷贝到运行的程序中静态库的运行与库的位置无关。 gcc运行静态库需要使用选项-static。
动态库
动态库的运行原理是执行程序调用加载到内存中的公共库动态库的运行与库的位置有关系。 gcc默认运行文件运行动态库。 为了链接动态库需要了解一些选项。 -l链接动态库只需要去掉lib和.so。 -L链接库所在的路径。 -I头文件所在目录 链接动态库是有固定路径的我们直接运行一个程序调用动态库去/usr/lib目录下寻找我们链接我们自己写的库我们有3个方法。 1.直接在/usr/lib目录下创建一个库的同名软连接。 2.环境变量中存在LD_LIBRARY_PATH可以将库所在的目录改入环境变量中。 3.ldconfig 配置/etc/ld.so.conf.d/ldconfig更新。 可执行文件的编址
文件在内存中其实是会被编址的其中的所有地址都是虚拟地址在当今的计算机中我们的编址是平坦模式。 在可执行文件的头部存在很多信息如main函数的入口地址和该程序所引用的库的名字。 上图为平坦模式编址。 在可执行文件加载到内存中时可执行文件中的虚拟地址就是进程地址空间中的虚拟地址可执行文件被加载到内存中时操作系统也可以知道可执行文件加载到内存中的物理地址这样我们就知道了虚拟地址和物理地址这样页表中的映射内容也被填满了。 在cpu中存在pc指针和IR指针pc指针指向当前指令的下一行指令IR寄存器中存储的当前执行的指令内容。 实际上pc指针中取出的地址也是虚拟地址随后通过页表映射为物理地址形成一个循环这样整个程序就运行起来了。 整个程序的运行其实是由操作系统编译器计算机体系结构三者配合完成的。
程序调用库的原理
静态链接直接将静态库加载到可执行文件中没有特殊的情况。 但是当可执行文件中要使用动态库的内容则需要将动态库也加载到内存中而动态库中的内容也会被映射到进程地址空间的共享区中。
动态库在磁盘中也会被编址并且操作系统会对库进行管理而在可执行文件中调用库函数是使用库函数名库函数中该函数的偏移量来标识该函数在加载到内中时库函数名就会被解释为库函数的虚拟地址随后就通过页表找到物理地址从而调用函数。
