cmake（动态库和静态库）

官方文档：https://cmake.org/cmake/help/latest/index.html

现代cmake 基于目标的库的发布和查找流程。

静态库

静态库是在编译期就把一组目标文件（.o / .obj），打包成一个归档文件，并在最终链接时，一次性复制到可执行文件或共享库中的代码与数据集合中。

静态库只是一个归档目标文件，没有经过链接阶段。在生成阶段不需要链接，在使用阶段才会发生链接。

一、文件形式

Linux / macOS/ BSD：libfoo.a（ar 归档格式）

windows：foo.lib （COFF归档格式，区别于import-lib）

现在制作一个加减法的静态库。

下面是目录的结构，和每个CMakeLists.txt的内容

下面是构建目录

可以观察到，源代码目录和构建目录生成的二进制文件和静态库位置是对应的。如果需要修改生成的位置。比如需要将二进制文件放进bin目录下，库文件放在lib目录下，可以使用RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY目标属性更改默认输出路径。

下面分别是修改二进制文件和库文件默认输出位置，在各自的CMakeLists.txt中进行修改。

CMAKE_BINARY_DIR的值，就是执行 cmake 命令时所在的那一层目录。

下面是执行结果

可以观察到，二进制文件和库文件已经生成在了指定的目录下了

重点命令行解释

cmake是基于目标的属性传递的现代化构建系统。

这里有目标、属性、属性API和属性传递机制四个概念。其中目标、属性和属性API就是cmake的三大核心，这样的三大核心和属性的传递机制，共同构建了一个现代化的构建系统的核心。

目标-Target

目标有类型、属性和操作属性的API。

目标的种类如下

类型	创建命令	说明
EXECUTABLE	add_executable	main ,cur
STATIC	add_library(... STATIC)	libfoo.a, foo.lib
SHARED	add_library(... SHARED)	libfoo.so, foo.dll
MODULE	add_library(... MODULE)	插件：libplugin.so, 使⽤dlopen 运⾏时加载
OBJECT	add_library(... OBJECT)	仅 .o/.obj，存在于内存，不⽣成库⽂件
INTERFACE	add_library(... INTERFACE)	⽆库⽂件，携带使⽤要求
IMPORTED	add_library(... IMPORTED)	使⽤cmake 内存⽬标对象引⽤磁盘上的外 部构建产物
ALIAS	add_library(... ALIAS)	为同项⽬内的现有⽬标取别名

属性-Property

属性种类如下

类别	作用域	典型读/写命令	常用属性示例
全局属性 (Global)	整个 CMake 运⾏⽣命周期	get/set_property(GLOBAL PROPERTY …)	CMAKE_ROLE
⽬录属性 (Directory)	当前源码⽬录及其⼦ ⽬录	get/set_property(DIRECTORY PROPERTY …)	INCLUDE_DIRECTORIES
⽬标属性 (Target)	单个构建⽬标（库、 可执⾏、接⼝库…）	get/set_property(TARGET <tgt> PROPERTY …)	LINK_LIBRARIES INCLUDE_DIRECTORIES
源⽂件属性 (Source File)	单个源码/资源⽂件	get/set_source_files_properti es	COMPILE_FLAGS
测试属性 (Test)	由 add_test() 定义的 单个测试	get/set_tests_properties()	WORKING_DIRECTORY
安装⽂件属性 (Installed File)	install() ⽣成的安装 清单条⽬	set_property(INSTALL … PROPERTY …)	RPATH

属性的作用域与传播范围（main ----> curl）

关键字	对当前目标的构建影响	是否传播	对当前目标使用者的影响	解释	例子（面包和面粉的例子）
PRIVATE	生效	否	不生效	自己用	制作面包的面粉品牌不公开
PUBLIC	生效	是	生效	自己-下游用	公开制作⾯包的⾯粉的品牌
INTERFAC E	不生效	是	生效	自己不用-下游用	说明书，说明⽤什么⾯粉制 作，不卖东西

这里的关键字类似于c++中的限定关键字

操作目标和属性的API

类别	典型命令（可选关键词）	主要作用	涉及的核心属性（部分示例）
1. 通⽤读 / 写接 ⼝	set_target_properties() get_target_property()	任意⽬标属性的设置、 追加、查询（最底层 API）	任何 prop_tgt
2. 编译阶段相关	target_compile_definitions target_compile_options target_precompile_headers target_include_directories target_sources	控制源⽂件编译：宏定 义、编译选项、语⾔特 性、预编译头、包含⽬ 录、源⽂件列表等	COMPILE_DEFINITIONS、 COMPILE_OPTIONS、 COMPILE_FEATURES、 PRECOMPILE_HEADERS、 INCLUDE_DIRECTORIES、 SOURCES 等
3. 链接 & 输出 阶段相关	target_link_libraries target_link_options target_link_directories	配置⽬标被链接时的 库、选项及搜索路径	LINK_LIBRARIES INTERFACE_LINK_LIBRARIES LINK_OPTIONS INTERFACE_LINK_OPTIONSLI NK_DIRECTORIES INTERFACE_LINK_DIRECTORIE S
4. 安装 & 打包 阶段相关	install(TARGETS …) install(EXPORT …)	⽣成安装规则与包，控 制⽬标在安装树中的布 局及其运⾏时⾏为	RUNTIME_OUTPUT_DIRECTO RY、 LIBRARY_OUTPUT_DIRECTOR Y、 ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTOR Y EXPORT_NAME、 INSTALL_RPATH

add_library

添加一个静态库或者动态库目标，让cmake从指定的文件列表生成。

参数解释

参数	含义
<name>	库的名称（不包含前缀和后缀，如 Foo 会⽣成 libFoo.a）。项⽬内部唯⼀
STATIC	创建静态库（默认值，若不指定类型）。
SHARED	创建动态库（共享库）。
【source】	构建库的源⽂件列表。

默认情况下，将在与调⽤命令的源树⽬录相对应的构建树⽬录中创建库⽂件。 可以使⽤ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY 、 LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY 和 RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ⽬标属性修改默认的输出路径。

target_include_directories

设置⽬标在开发和发布阶段的头⽂件搜索⽬录，可以传递性传播给下游的使⽤⽅。

参数解释

参数	含义
<target>	⽬标名称（由 add_executable 或 add_library 定义） 可以是普通库/可执⾏，也可以是 INTERFACE_LIBRARY 或导⼊⽬标 （IMPORTED）
<INTERFACE|PUBLIC|PRIVATE>	属性的作⽤域关键字
path	头⽂件搜索路径： 如果是相对路径则相对于当前的CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR

通过target_include_directories添加的 路径 最终是通过gcc 的 -I 参数传递给编译器的。

target_link_libraries

设置⼆进制⽬标的依赖库列表，相当于使⽤通⽤的set属性设置函数设置了LINK_LIBRARIES或者 INTERFACE_LINK_LIBRARIES这个属性，在cmake源代码⾥这2个属性是2个 vector<string> 成员。最终以 -l 的形式出现在gcc参数⾥

参数解释

参数	含义
<target>	⽬标名称（由 add_executable 或 add_library 定义）
<INTERFACE|PUBLIC|PRIVATE>	属性的作⽤域关键字

PRIVATE 关键字：相当于使⽤set_target_properties 设置了LINK_LIBRARIES属性，设置的库列表 只 会写进⽬标的LINK_LIBRARIES列表⾥。

INTERFACE 关键字：相当于使⽤set_target_properties 设置了INTERFACE_LINK_LIBRARIES，只会 写进⽬标的INTERFACE_LINK_LIBARIERS列表⾥。

PUBLIC 关键字设置的列表会同时写进LINK_LIBRARIES和INTERFACE_LINK_LIBRARIES⾥。INTERFACE_LINK_LIBRARIES 列表出现的库会被传播给这个⽬标的使⽤⽅。

通过 target_link_libraries最终是通过gcc 的-l 选项传递给链接器的。

作用：

1、设置目标的依赖库列表，列出的依赖者会以 -l 的形式出现目标的gcc的参数中

2、建立依赖关系，被依赖者需要传播的属性可以沿着关系链传播给依赖者

解释：

在发布方发布库的时候，需要设置INTERFACE级别属性，告诉下游使用方，使用该库的时候需要链接什么资源以及配置文件。

而在下游的使用方，首先使用find_package查找到发布的库，创建可执行文件，并通过target_link_libraries读取上游发布方告知使用该库需要的组件的信息。

使用示例

接下来使用add_library、target_include_directories、target_link_libraries做个示例

首先下面是结构目录，和各级目录下的CMakeLists.txt内容

然后观察构建目录的生成流程，进入build目录，运行cmake --build . -v

在生成静态库的时候，正确执行了去对应位置下寻找private和public。也对应属性作用域的传播范围

在编译链接执行的之后，正确执行了去对应位置下寻找public和interface，包括需要额外链接的依赖库

API

操作通用读/写接口

set_target_properties和 get_target_properties

设置/查询 ⽬标（如可执⾏⽂件、库）的各种属性，控制编译、链接、安装等⾏为

参数解释

参数	含义
<target1>	库的名称
<prop1> <value1>	属性名字和值

常见的属性名字和含义

属性名字	含义	gcc选项
INCLUDE_DIRECTORIES	构建规范-⾃⼰编译时包含的⽬录	-l
INTERFACE_INCLUDE_DIRECTORIES	使⽤要求-下游适⽤房需要包含的⽬ 录	-l
LINK_LIBRARIES	构建规范-⾃⼰链接时需要链接的库 列表	-l
INTERFACE_LINK_LIBRARIES	使⽤要求-⾃⼰链接时需要链接的库 列表	-l
LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY	库的输出路径
LIBRARY_OUTPUT_NAME	库的⽂件的输出名字
BUILD_RPATH	构建⽬录中的运⾏时库⽂件搜索路 径	-Wl,-rpath
INSTALL_RPATH	安装⽬录中的运⾏时库⽂件搜索路 径	-Wl,-rpath

add_subdirectory

添加⼦⽬录到构建树，cmake会⾃动进⼊到源码树⼦⽬录，执⾏位于⼦⽬录⾥的CMakeLists.txt⽂件。（add_subdirectory（）是CMake构建层次结构里的“递归入口”）

处理顺序：当处理到add_subdirectory的时候，CMake 会⽴即处理 source_dir 中的 CMakeLists.txt，当前⽂件的处理会暂停，直到⼦⽬录 处理完毕，在继续处理当前⽂件add_subdirectory之后的命令。

1）、目录变量作用域

子目录能读取父目录已经set的变量，也能覆盖再向下传递（继承性传递）；父目录看不到子目录定义的普通变量（除非使用PARENT_SCOPE或CACHE）。

2）、目标范围

只要add_library（）/ add_executable（）定义了目标，他就被注册到了全局目标表（map<string， cmTarget>），在任何目录都能链接。

3）、include（）/add_subdirectory（）区别

include（）只是立即执行另一个cmake脚本文件，不会开辟新的目录作用域，而add_subdirectory（）会进入新的CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR / BINARY_DIR并递归生成。       

include（<file>） = 把这段脚本当做当前目录的一部分立即执行。add_subdirectory（<dir>） = 进入一个新目录作用域，递归执行其中的CMakeLists.txt，并为它指定独立的构建输出目录

参数解释

参数	含义
source_dir	通常为当前⽂件夹下的⼦⽬录的名字。
[binary_dir]	cmake会在构建树⾥创建同名的⼦⽬录，⽤于保存⼦⽬录的的cmake⽂件⾥⽣成的⽬标和⼆进制

cmake内部静态库的生成与定位流程

第一步：目标生成

当你写下add_library(MyMath STATIC add.cpp sub.cpp)这⼀⾏命令时，cmake内部会在全局的 Targets 容器中注册⼀个名为 MyMath 的cmTarget⽬标。

第二步：目标信息存储

每个cmTargetInternals会存储⽬标的名称，类型，源⽂件列表，输出地址等属性。当你使⽤LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY等属性修改⽬标输出地址的时候，cmake也会更新最终的输出地址。

第三步：生成器阶段-定位静态库路径

CMake 配置阶段结束后，进⼊⽣成阶段（cmLocalGenerator、cmGlobalGenerator）,⽣成器会遍历所有⽬标（cmTarget），根据⽬标的属性（如 ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY）和平台规则， 推导出静态库的实际输出路径。⽐如：build/libmylib.a。

第四步：链接命令的⽣成

⽣成器会为每⼀个⽬标⽣成链接规则，其中包括⽬标⽂件的输出路径，最终会⽣成⼀下 makefile 指令

静态库（编译、链接、安装）

安装头文件、库文件和定义导入目标

常见内置变量

变量	含义	常见取值
CMAKE_SOURCE_DIR	顶层源码目录（整个项目的根）
CMAKE_BINARY_DIR	顶层构建目录（整个构建的根）
CMAKE_INSTALL_LIBDIR	安装时库文件的标准相对目录（由 GNUInstallDirs 提供）	lib 或 lib64
CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR	安装时头文件的标准相对目录（由 GNUInstallDirs 提供）	include
CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR	当前正在处理的 CMakeLists.txt 对应的构建目录
CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR	当前正在处理的 CMakeLists.txt 所在的源码目录

下面是目录结构

下面是顶级CMakeLists.txt的内容

cmake_minimum_required(VERSION 3.27.4)project(InstallMyMathLANGUAGES CXX
)add_subdirectory(my_lib)

下面是子目录下的CMakeLists.txt内容（关键），

# 生成数学库和发布使用
# 1-4是数学库的生成  5-8是头文件的安装 9-10是安装配置文件的生成# 1、收集源代码
file(GLOB SRC_LISTS "src/*.cpp")
# 2、添加构建目标
add_library(MyMath STATIC ${SRC_LISTS})
# 3、设置库的使用要求，也就是下游消费者必须包含的头文件搜索路径
target_include_directories(MyMath INTERFACE # CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR的值就是include"$<INSTALL_INTERFACE:${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}>" # /usr/local/include 
)
# 4、设置库的默认输出路径
set_target_properties(MyMath PROPERTIESARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib
)# 凡是涉及到安装树的时候都是使用的相对路径，cmake会自动将相对路径拼接在prefix路径后面
# CMAKE_INSTALL_PREFIX的值就是/usr/local，这些内置变量都是在GNUInstallDirs模块中定义好的# 5、安装静态库文件
include(GNUInstallDirs)
install(TARGETS MyMath# 导出集合 在导出的时候，使用这个导出集合即可EXPORT MyMathTargets DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_LIBDIR} # CMAKE_INSTALL_LIBDIR的值就是lib
)
# 6、安装静态库头文件
install(DIRECTORY include/DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}/math # /usr/local/include/math/math.hFILES_MATCHING PATTERN "*.h" # 过滤
)
# 7、安装导出目标集合 到 构建目录（构建树）（本地）
export(EXPORT MyMathTargets# CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR当前构建目录FILE ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/MyMathTargets.cmake 
)
# 8、安装导出目标集合 到 安装目录（安装树）
install(EXPORT MyMathTargetsFILE MyMathTargets.cmakeNAMESPACE MyMath:: # 命名空间 MyMath::MyMath# CMAKE_INSTALL_LIBDIR标准安装路径DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}/cmake/MyMath # /usr/local/lib/cmake/MyMath/MyMathTargets.cmake
)# 9、生成find_package需要的配置文件
include(CMakePackageConfigHelpers)
configure_package_config_file("${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/Config.cmake.in" # 自己定义的模版"${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/MyMathConfig.cmake" #生成结果（构建目录）INSTALL_DESTINATION "lib/cmake/MyMath" #最终安装位置
)# 10、安装配置文件（第9步生成的）到cmake 规定的标准的安装路径
install(FILES"${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/MyMathConfig.cmake"DESTINATION "lib/cmake/MyMath"
)# 1-4 步：把代码变成静态库，并设定“对外接口”（头文件路径）。
# 5-6 步：把库文件和头文件“拷贝”到系统。
# 7-8 步：生成“导出脚本”，让 CMake 能在任何位置重新导入已安装的目标。
# 9-10 步：提供 find_package 的入口文件，完成“安装即发现”。

这是最终的执行结果

CMAKE_CURRENT_LIST_DIR表示当前正在处理的 .cmake 脚本或 CMakeLists.txt 文件所在的目录。

查找并使用目标

这是使用方的目录结构

如果在main.cpp中使用#include "math/math.h"会报错，就需要在c_cpp_properties.json中的includePath中增添 /usr/local/include 路径。

下面是CMakeLists.txt中的内容

cmake_minimum_required(VERSION 3.27.4)project(TestMyMath)add_executable(main main.cpp)# 查找MyMath数学库
find_package(MyMath CONFIG REQUIRED)
# 声明依赖
target_link_libraries(main PRIVATE MyMath::MyMath)

使用效果如下

export

将项⽬中的⽬标（如可执⾏⽂件、库）及其相关属性导出到⼀个⽂件中，以便在其他项⽬中使⽤。

参数解释

参数	含义
<export_name>	导出集的名称，⽤于在其他项⽬中引⽤
<file_name>	导出⽂件的名称，通常为 <export_name>Config.cmake
NAMESPACE <namespace>： （可选)	为导出的⽬标添加命名空间，避免命名冲突
DESTINATION <destination>： （可选）	指定导出⽂件的安装⽬录
CONFIGURATIONS <config1> ： （可选）	指定要导出的配置（如 Debug、Release）
INCLUDE_INSTALL_DIRS：（可选）	导出的配置⽂件中包含安装路径

export() 命令会⽣成⼀个 CMake ⽂件，其中包含已导出⽬标的信息（如位置、依赖项、编译选项）。 其他项⽬可以通过 find_package() 加载此配置⽂件，从⽽使⽤你项⽬中的⽬标。

通常和install 配合使⽤， install 定义需要导出的导出组，export 将导出组中的所有⽬标导出到配置⽂ 件。

与 install(EXPORT) 命令的区别：

export(EXPORT)：⽣成临时配置⽂件，仅⽤于从构建⽬录中导出⽬标。

install(EXPORT ...)：⽣成正式配置⽂件，并安装到系统，⽤于从安装⽬录导出⽬标。

configure_package_config_file

根据模板⽂件⽣成⾃定义包配置⽂件，可以被其他项⽬使⽤来查找和配置你的包。

参数解释

参数	含义
<input>	模板⽂件的路径，通常是⼀个 CMake 脚本⽂件，其中包含了⼀些变量和 逻辑，⽤于⽣成最终的配置⽂件
<output>	⽣成的配置⽂件的路径
COPYONLY：（可选）	如果指定，将直接复制模板⽂件⽽不进⾏任何配置
INSTALL_DESTINATION <dir>： （可选）	指定⽣成的配置⽂件的安装⽬录
CONFIGURATIONS <config1> ： （可选）	指定要导出的配置（如 Debug、Release）
NO_SET_AND_CHECK_MACRO： （可选）	如果指定，将不⽣成 set_and_check 宏，⽤于设置变量并验证其路径是 否存在
NO_CHECK_REQUIRED_COMPO NENTS_MACRO：（可选）	如果指定，将不⽣成 check_required_components 宏，⽤于检查包的 所有必需组件是否都已找到并正确配置。

动态库（编译、链接、引用）

当前的目录结构如下

app下的CMakeLists.txt文件内容。这是作为动态库使用方的CMakeLists.txt文件

# 1、搜集文件列表
file(GLOB SRC_LISTS "*.cpp")
# 2、添加构建目标
add_executable(main ${SRC_LISTS})# 3、添加依赖库列表
# 这里是指定链接时的库，这样链接器才能找到库中定义，完成重定位
target_link_libraries(main PRIVATE MyMath)# 4、修改默认的输出路径
set_target_properties(main PROPERTIESRUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin
)# 5、打印库文件相对main的相对路径 自动定义命令
add_custom_command(TARGET mainPOST_BUILDCOMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E echo "$<TARGET_FILE:MyMath>"COMMENT "输出动态库的全路径"
)

my_lib下的CMakeLists.txt文件内容。这是作为动态库的发布方的CMakeLists.txt文件

# 1、收集库的源代码
#将src目录下的所有cpp文件添加到SRC_LISTS变量中
file(GLOB SRC_LISTS "src/*.cpp")# 2、添加构建目标
#将SRC_LISTS变量中的文件构建动态库MyMath
add_library(MyMath SHARED ${SRC_LISTS})# 3、设置库的使用要求
# 实际上是告诉使用方头文件的位置
target_include_directories(MyMathPUBLIC ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/include
)# 4、修改默认的输出路径
set_target_properties(MyMath PROPERTIESARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/libLIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib
)# 5、添加 -fPIC 编译选项
target_compile_options(MyMath PRIVATE "-fPIC") #-fPIC全称为Position Independent Code，即位置无关代码，

顶级的CMakeLists.txt文件如下

# 1、设置最低版本号
cmake_minimum_required(VERSION 3.27.4)
# 2、设置项目名称
project(TestMyMath)
# 3、添加目录层级
add_subdirectory(my_lib)
add_subdirectory(app)

现在，下面是动态库的构建过程

这里可以看见动态库的生成过程中，使用了-fPIC选项，最终生成了以so结尾的动态库文件。

这里为什么生成动态库需要使用-fPIC选项呢？

-fPIC的全称为（Position Independent Code）位置无关代码。使用-fPIC选项的作用是让编译器生成“与位置无关”的机器码（Position Independent Code）。动态库必须被加载到任意进程地址空间，且多个进程要共享同一份物理代码段。如果代码不是位置无关的，就无法满足这两个需求。

另外，可以观察到。这里使用target_link_libraries命令和静态库的使用完全一致，并没有标注依赖的是静态库还是动态库。这是因为，在生成动、静态库的时候，有一个全局的cmTarget属性，其中包含着目标的属性，包括是static还是shared类型的。在使用target_link_libraries的时候，会自动根据这里的属性判断库的属性。

系统动态加载器-ld

elf文件介绍

elf文件是是一种用于可执行文件、目标文件、共享库的标准文件格式，它包含了程序运行所需的二进制代码、数据、符号表、重定位信息等，是操作系统加载和运行程序的基础。

elf作用：1、作为可执行文件的容器，存储编译后的机器指令和数据。2、通过共享库（.so 文件）实现代码复用，减少内存占用。3、统一的格式使得不同工具链（编译器、链接器、调试器）能够协同工作。4、包含调试符号（如 DWARF 格式），支持 GDB 等调试工具。

elf文件结构：

组成部分	作用
ELF Header	描述文件类型（可执行/共享库/目标文件）、目标架构（如 x86-64）、入口地址等。
Program Header Table	描述如何加载文件到内存（段信息），仅存在于可执行文件和共享库中。
Section Header Table	描述文件的节区（如 .text、.data、.bss），用于链接和调试。
节区（Sections）	存储实际数据，如代码（.text）、全局变量（.data）、符号表（.symtab）等。

如何加载并运行elf文件？

内核加载过程（Linux为例）：

当用户运行 ./program 时，操作系统通过以下步骤加载 ELF 文件：

1、读取 ELF Header

内核首先检查文件的前几个字节（7f 45 4c 46，即 ELF 的 ASCII 编码），确认是 ELF 格式。

2、解析 Program Header Table

内核根据段类型（如 PT_LOAD）将文件的代码段（.text）、数据段（.data）等加载到内存中，并设置权限（代码段为 r-x，数据段为 rw-）。

3、处理动态链接

如果 ELF 文件是动态链接的（如依赖 libc.so），内核会加载动态链接器（如 /lib64/ld-linux-x86-64.so.2），由它负责：

        加载所需的共享库列表并加载到内存。

        重定位符号（如 printf 的地址）。

        初始化全局变量（如 C++ 的全局构造函数）。

4、跳转到入口点

内核将 CPU 指令指针（RIP）设置为 ELF Header 中指定的入口地址（通常是 _start，而非 main），开始执行程序。

elf怎么知道程序依赖哪些动态库，并从哪里去加载需要的动态库的？

首先从elf文件中的DT_NEEDED字段了解到（需要的库）

另外动态链接器依次按照LD_LIBRARY_PATH环境变量列出的目录、ELF文件的DT_RUNPATH记录、系统缓存 /etc/ld.so.cache和默认目录 /lib、/usr/lib/... 中去查找。如果在这四个路径下都没找到，就会报错。

从这里可以看出LD_LIBRARY_PATH的优先级高于elf文件中的DT_RUNPATH

cmake中的动态加载器

相较于上面Linux中使用动态加载器去寻找需要的库的逻辑，可以看见更多的依赖环境变量的设置，如果环境变量的设置出错，出错率就比较高。而cmake直接就将寻找动态库的逻辑改为了在elf文件的头中的DT_RUNPATH中去寻找。

动态库（编译-链接-安装）

下面是动态库的目录结构

顶级CMakeLists.txt中的内容

cmake_minimum_required(VERSION 3.27.4)project(InstallMyMathLANGUAGES CXX
)
add_subdirectory(my_lib)

子文件夹中的CMakeLists.txt中的内容

# 生成数学库和发布使用
# 1-4是数学库的生成  5-8是头文件的安装 9-10是安装配置文件的生成# 1、收集源代码
file(GLOB SRC_LISTS "src/*.cpp")
# 2、添加构建目标
add_library(MyMath SHARED ${SRC_LISTS})
# 3、设置库的使用要求，也就是下游消费者必须包含的头文件搜索路径
target_include_directories(MyMath INTERFACE # CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR的值就是include"$<INSTALL_INTERFACE:${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}>" # /usr/local/include 
)
# 4、设置库的默认输出路径
set_target_properties(MyMath PROPERTIESLIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/libOUTPUT_NAME MyMathVERSION 1.2.3SOVERSION 20COMPILE_OPTIONS "-fPIC"
)# 凡是涉及到安装树的时候都是使用的相对路径，cmake会自动将相对路径拼接在prefix路径后面
# CMAKE_INSTALL_PREFIX的值就是/usr/local，这些内置变量都是在GNUInstallDirs模块中定义好的# 5、安装静态库文件
include(GNUInstallDirs)
install(TARGETS MyMath# 导出集合 在导出的时候，使用这个导出集合即可EXPORT MyMathTargets DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_LIBDIR} # CMAKE_INSTALL_LIBDIR的值就是lib
)
# 6、安装静态库头文件
install(DIRECTORY include/DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}/math # /usr/local/include/math/math.hFILES_MATCHING PATTERN "*.h" # 过滤
)
# 7、安装导出目标集合 到 构建目录（构建树）（本地）
export(EXPORT MyMathTargets# CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR当前构建目录FILE ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/MyMathTargets.cmake 
)
# 8、安装导出目标集合 到 安装目录（安装树）
install(EXPORT MyMathTargetsFILE MyMathTargets.cmakeNAMESPACE MyMath:: # 命名空间 MyMath::MyMath# CMAKE_INSTALL_LIBDIR标准安装路径DESTINATION ${CMAKE_INSTALL_LIBDIR}/cmake/MyMath # /usr/local/lib/cmake/MyMath/MyMathTargets.cmake
)# 9、生成find_package需要的配置文件
include(CMakePackageConfigHelpers)
configure_package_config_file("${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/Config.cmake.in" # 自己定义的模版"${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/MyMathConfig.cmake" #生成结果（构建目录）INSTALL_DESTINATION "lib/cmake/MyMath" #最终安装位置
)# 10、安装配置文件（第9步生成的）到cmake 规定的标准的安装路径
install(FILES"${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/MyMathConfig.cmake"DESTINATION "lib/cmake/MyMath"
)# 1-4 步：把代码变成动态库，并设定“对外接口”（头文件路径）。
# 5-6 步：把库文件和头文件“拷贝”到系统。
# 7-8 步：生成“导出脚本”，让 CMake 能在任何位置重新导入已安装的目标。
# 9-10 步：提供 find_package 的入口文件，完成“安装即发现”。

动态库（查找-使用）

无论是动态库还是静态库的使用，大体都是一样的。只是在编译链接的时候，会有所不同。

这里查找库的路径是 /usr/local/lib下的动态库。

而在未安装之前，查找库的路径是构建树的目录。

rpath是有两个声明周期的，一个是构建阶段另一个是在安装阶段。而在安装之后，cmake会自动将rpath修改成为安装阶段的时候。

下面查看elf文件可以看出，rpath已经修改为了 /usr/local/lib 了