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库的原理

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。