动态链接和静态链接

几乎在所有的linux发行版上,都存在着一定程度的不兼容问题,如何让自己的程序能尽量多的在发行版上运行?ldd大多数的binary,会发现他们都依赖于libc.so,这是glibc提供的C标准库,那么就有了一个很直观的计划:静态链接glibc。

静态链接gblic,首先你需要一个静态版本的glibc,即libc.a而不是libc.so。在要注意,你无法静态链接动态库,也无法动态连接静态库,他们的文件格式并不相同,静态链接一个动态库,需要它的静态版本。

随之而来有一个问题,如何同时静态和动态链接。

有下面几种方法:

  • 采用gcc的-Wl,-Bstatic和-Wl,-Bdynamic,一个简单的例子:

gcc main.o –Wl,-Bstatic –lfoo –Wl,-Bdynamic,会把foo静态链接。

-Wl,-Bstatic会把这个参数之后的库静态链接,直到遇见-Wl,-Bdynamic为止。在通常情况下,为了避免产生错误,推荐在每次用–Wl,-Bstatic都加上–Wl,-Bdynamic。(-Wl是gcc传递链接参数给ld的方法,具体请man gcc和man ld)

  • 在链接的时候直接使用库的名字,比如/usr/lib64/xxx.a和/usr/lib64/yyy.so,gcc会很聪明的根据相应的扩展名采取静态或者动态链接。或者使用一个很少见的方式-l:xxx.a,在可以动态链接的系统上,使用-lxxx的话链接优先采用的是动态链接库,通过-l:xxx的话,会在LD_LIBRARY_PATH通过xxx文件名找对应的库并采取相应的链接方法。

  • 用gccd的- -static,在- -static之后的所有库都采用静态链接的方式。但是如果你使用的某个库只有动态版本的话且加在 –static之后的话,会因为找不到符号而报错。这里有一个替代的参数,--mostly-static。

在链接的时候,顺序是很关键的,尽量把你用到的库写在.o和源码的后面,链接的时候ld先会看一遍所有.o和源码中的符号,如果缺失的符号在某一个库中,这个库才会被链接上,而且ld并不会往回看,这里很容易引发奇怪的undefined reference问题。当一堆.a互相依赖的时候,你可以把他们放在-Wl,--start-group和-Wl,--end-group中间,ld会反复尝试链接这个区间之内的所有库,直到没有新的库被加入为止(这个用法也可以用于.o)。例如:gcc -Wl,--start-group foo.a bar.a -Wl,--end-group。这时候你可能要问,为什么.so没有这样的问题?因为.so已经明确指定了自己的依赖,就像你在ldd的时候看到的一样。

如果你的一个.so依赖一个.a,可以通过--whole-archive把这个.a完整的包含到.so里(前提这个.a里所有的.o你都加上-fPIC),这个参数依旧是ld的(还记得通过-Wl把在gcc里把参数传递给ld吧,-Wl, --whole-archive)。

在某些特殊情况下,你需要把libgcc和libstdc++都静态链接,gcc里也有对应的参数-static-libgcc和-static-libstdc++,来把这两个库静态链接。

记住一个原则,如果你要静态链接某个lib LIB,那么需要这个库不被其他所有动态链接库引用。所以,想要静态链接libc是很困难的,一个正确的解决方式是通过glibc的兼容性,在比较老的glibc版本上编译,在新的glibc上自然可以运行。

最后,真的没有办法静态链接libc了吗?不然,对于某些简单的程序而言,你在gcc后面直接加--static是可以实现编译出静态链接到libc的bin的。记住,--static必须紧跟在gcc的后面,因为gcc编译的时候会在你的lib后面加上一些通用库,比如libgcc和libstdc++等等。就是gcc main.cpp实际上会被gcc处理撑gcc main.cpp –lgcc –lstdc++。--static加在最前面,使得所有的库都被尝试静态链接,如果没有链接错误,那么就恭喜你,成功了。

关于gcc的各种参数,可以看gcc的在线文档(https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/)或者man gcc。

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