Linux---动静态库的原理和实现

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本文介绍了磁盘、文件系统、inode及链接的基础概念，并详细讲解了动静态库的原理与实现方式，包括静态库的实现与使用，以及动态库的实现与使用。

动静态库的原理和实现

1. 磁盘
2. 文件系统
3. inode
4. 软硬链接
5. 认识并制作动静态库

1. 磁盘

在这里插入图片描述
磁盘的描述性结构

盘面、柱面、扇区就能定位到我想找的文件。但是对于操作系统来说，他不可能还要关心这里问题，所以把物理的地址转化为了对于逻辑数组的管理。

2. 文件系统

可以理解为每一个盘面就是一个分区，但是这个分区还是太大了，所以还需要分成很多的块组(Block group)，那么管理好一个块组类比于其他的，就能把所有的块组都管理好，也就可以把这个分区管理好了。
在这里插入图片描述
这个为磁盘文件系统图

Block Group：ext2文件系统会根据分区的大小划分为数个Block Group。而每个Block Group都有着相同的结构组成。
超级块（Super Block）：存放文件系统本身的结构信息。记录的信息主要有：bolck 和inode的总量，未使用的block和inode的数量，一个block和inode的大小，最近一次挂载的时间，最近一次写入数据的时间，最近一次检验磁盘的时间等其他文件系统的相关信息。SuperBlock的信息被破坏，可以说整个文件系统结构就被破坏了
GDT（Group Descriptorable）：块组描述符，描述块组属性信息（这一个块的具体信息）
块位图（Block Bitmap）：Block Bitmap中记录着Data Block中哪个数据块已经被占用，哪个数据块没有被占用
inode位图（inode Bitmap）：每个bit表示一个inode是否空闲可用。
inode Table节点表:存放文件属性如文件大小，所有者，最近修改时间等（一个文件只有一个inode）
Date blocks数据区：存放文件内容（一个文件可能会有多个blocks）

3. inode

存放文件的属性

inode中必须包含Date blocks对应的映射关系，inode里面有一个数组，存放着和这个文件相关的blocks，拿着这个数组里存放的下标，就可以找到这个文件所有的blcoks。
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目录也是文件=inode+数据块（文件名：inode id）

4. 软硬链接

硬链接
ln new.txt h_link 就会生成一个h_link的新文件，会发现这个文件和你的new.txt文件的inode是一样的。 所以硬链接不是一个独立的文件

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那么硬链接到底是什么呢？
文件名和inode对应的映射关系的个数。

此时不管你打开h_link还是new.txt文件，他们操作的都是通过同一个inode找到的文件。
软连接
ln -s log.txt link 生成一个link -> log.txt 的文件，那么和原本的log.txt有什么区别呢？
在这里插入图片描述

会发现生成的软连接有一个inode和原本的log.tet文件的inode是不一样的。所以软连接是一个独立的文件

如果项目比较深的话，可以把可执行程序直接的放在bin目录下面，那么你就可以不用在一步步深入目录去寻找了，而是直接的./start.link就可以运行。
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5. 认识并制作动静态库

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5.1 静态库

对于静态库的编写只需要在Makefile中的gcc -o $@ $^ -static加static就好了，就会生成静态库文件，对比于静态库和动态库生成的文件，静态库生成的文件体积非常的大（占用硬盘的资源），当你的程序中有多条printf语句的时候，那么就会出现多份从C库中拷贝过来的printf的实现方法（占用内存的资源）
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静态库的原理：直接将对应的代码拷贝进bin，体积比较大，bin的可移植性强

5.1.1 静态库的实现

首先要明白，我自己制作的库目的是为了去给别人直接的使用，那么所交给别人的库就需要包含

一批头文件：有什么方法可以使用，接口参数是什么意思。
一个或多个库文件：具体的实现，供我们动静态链接

静态库粗暴一些就可以理解为：把我的代码生成的.o文件都进行打包，改名为.a
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①把所有的.c文件都进行gcc -c xxxxxx.c 会生成同名的.o文件

②把所有的.o文件都进行打包，会生成一个.a文件 ar -rc libmymath.a myadd.o mysub.o mymul.o mydiv.o
ar是gnu归档工具，其中rc表示(replace and create)

③我要把我打包好的静态库和头文件给别人使用，创建一个mylib的文件，在mylib里面放着一个include文件，用来存储我的所有的头文件，lib文件用来存储我所打包好的静态库
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5.1.2 静态库的使用

我把我的库打包好给别人使用，但是会发现，即使mylib在当前目录下面可是依旧会报错，说明默认是找不到的。

#include<stdio.h>
#include<myadd.h>
#include<mysub.h>

int main()
 {
  	 int x = 10;
     int y = 5;
     printf("add : %d\n",MyAdd(x,y));
     printf("sub : %d\n",MySub(x,y));

     return 0;                                                                                                                                                                           
}