archpr :linux的静态链接和动态链接程序有什么区别？

威武短视频 2022年06月11日 14:21 223 威武短视频

恰好之前我写过一篇文章讨论这个问题，下面摘录一部分。

动态链接库和静态链接库使用我们按照之前几节配置好的 vim 输入以下代码：

archpr
:linux的静态链接和动态链接程序有什么区别？

// 文件名 t.c

#include <stdio.h>

int main()

printf("hello embedTime ");

return 0;

这段代码包含了 stdio 头文件，调用了库函数 printf，所以编译它肯定会使用链接库。linux 系统有两种链接库，一种常常被称为“静态链接库（static library）”，还有一种常被称作“动态链接库（shared library）”。

动态链接是应用非常广泛的方式。动态链接库的英文字面意思可以翻译为“共享的库”，的确如此，使用动态链接库的程序在加载时，linux 内核会检查程序用到的库是否已经在内存中，如果在，则 linux 内核不再重新加载库，直接就执行程序了。所以，多个程序可以共享一个库，这实际上可以节约资源。

对于静态链接库来说，程序链接时会将其作为程序的一部分，因此最终生成的可执行程序相比于动态链接方式，会更大一点。

编译上面的程序：

# gcc t.c -o shared.out这条编译语句使用的是动态链接方式。为 gcc 命令附加 -static 命令，可以以静态链接方式编译程序：

# gcc t.c -static -o static.out现在我们查看一下这两种链接方式生成的可执行程序大小对比：

# ls -ahltotal 888Kdrwxr-xr-x 3 root root 4.0K Dec 17 22:40 .drwxr-xr-x 8 root root 4.0K Dec 11 10:28 ..drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Dec 17 22:39 his-rwxr-xr-x 1 root root 8.4K Dec 17 22:40 shared.out-rwxr-xr-x 1 root root 857K Dec 17 22:40 static.out-rw-r--r-- 1 root root 76 Dec 17 21:37 t.c

很容易看出，使用静态链接方式生成的可执行程序，要比使用动态链接方式生成的可执行程序大 100 多倍。虽然几百 KB 对于大多数 linux 主机来说不算什么，但是嵌入式系统资源一般都非常紧缺，这时再轻易使用静态链接就非常奢侈了。

使用静态链接也是有好处的，生成的可执行程序能够脱离库独立运行，而使用动态链接的可执行程序则不能脱离库独立运行。静态链接和动态链接的可执行程序，执行过程有哪些不同

上面讨论了 linux 中程序链接的两种方式，既然可执行程序体积相差这么多，那它们的执行过程也应该有所差异了？的确如此，现在我们一起来分析下。在linux中分析程序的执行过程，可以使用 strace 命令。

先分析 shared.out，我们输入 strace ./shared.out，会发现有一大堆输出信息：

# strace ./shared.outexecve("./shared.out", ["./shared.out"], [/* 22 vars */]) = 0brk(0) = 0x1a66000access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)access("/etc/ld.so.preload", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=33518, ...}) = 0mmap(NULL, 33518, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7fe241ff2000close(3) = 0access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)open("/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3read(3, "ELF>P "..., 832) = 832fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=1857312, ...}) = 0mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7fe241ff1000mmap(NULL, 3965632, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7fe241a10000mprotect(0x7fe241bce000, 2097152, PROT_NONE) = 0mmap(0x7fe241dce000, 24576, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x1be000) = 0x7fe241dce000mmap(0x7fe241dd4000, 17088, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7fe241dd4000close(3) = 0mmap(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7fe241fef000arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7fe241fef740) = 0mprotect(0x7fe241dce000, 16384, PROT_READ) = 0mprotect(0x600000, 4096, PROT_READ) = 0mprotect(0x7fe241ffb000, 4096, PROT_READ) = 0munmap(0x7fe241ff2000, 33518) = 0fstat(1, {st_mode=S_IFCHR|0600, st_rdev=makedev(136, 2), ...}) = 0mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7fe241ffa000write(1, "hello embedTime ", 16hello embedTime) = 16exit_group(0) = ?+++ exited with 0 +++这些输出信息即为 linux 执行程序的过程。每一个函数，都可以通过 man 命令查询其手册。几个主要的过程如下：

就是加载库到内存，再执行程序，最后调用系统调用 exit 结束程序。

现在再来看看静态链接的程序 static.out，同样使用 strace 命令查看：

# strace static.out可以看出，因为链接时，编译器直接把静态库作为程序的一部分了，所以这里相比于动态链接的程序，少了很多将库映射到内存的操作：

到这里，动态链接和静态链接程序执行时的不同点，就清楚了。

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