博客可能围绕Linux系统下的编译器、Cache等信息技术内容展开，涉及makefile等相关知识，但给定内容较少，关键信息有待更多补充。
LINUX动态链接库高级应用
雨亦奇
2002-3-13 11:09:55
在《LINUX下动态链接库的创建与应用》一文中,我介绍了LINUX动态链接库的基本知识.其要点是:用户根据实际情况需要,利用dlopen,dlsym,dlclose等动态链接库操作函数,装入指定的动态链接库中指定的函数,然后加以执行.程序中使用很少的动态函数时,这样的做法尚可.如果程序需要调用大量的动态函数,那么采用这样的编程手段将是非常繁复的,所以我们必须使用一种更为聪明的办法,以减少代码量,提高工作效率.这就是现在我要举例介绍的《LINUX动态链接库高级应用》. 在《LINUX下动态链接库的创建与应用》一文中,我介绍了LINUX动态链接库的基本知识.其要点是:用户根据实际情况需要,利用dlopen,dlsym,dlclose等动态链接库操作函数,装入指定的动态链接库中指定的函数,然后加以执行.程序中使用很少的动态函数时,这样的做法尚可.如果程序需要调用大量的动态函数,那么采用这样的编程手段将是非常繁复的,所以我们必须使用一种更为聪明的办法,以减少代码量,提高工作效率.这就是现在我要举例介绍的《LINUX动态链接库高级应用》.
| 注:本文举的例子类似上篇文章,只是文件的内容已做相应修改,裁减了不少.示例程序ady.c和两个动态函数的源程序getdate.c与gettime.c仅修改了头文件的名字,其内容不再列出.本文使用头文件为adatetime.h. |
| 要想高效地应用LINUX动态链接库(尤其是用户自己编写的),需要做以下工作: |
| 一、编写合格的动态链接库头文件 |
| C语言的头文件,可供一个或多个程序引用,里面一般定义程序所需的常量,自定义类型及函数原型说明等.其中的函数原型说明,则供编译器检查语法,用于排除引用参数时类型不一致的错误.只有编写合格的动态链接库头文件,程序员才能正确使用动态链接库内的函数. |
| 动态链接库头文件要采用C语言标准格式,其中的动态函数原型定义,不必象上文介绍的那样用(*动态函数名)的描述形式.请看下面的例子:(每行开始的数字为所在行行号,为笔者添加,供注解使用) |
| 1 /* adatetime.h : 纵横软件制作中心雨亦奇(zhsoft@371.net)编写, 2002-03-06. */ |
| 2 |
| 3 #ifndef __DATETIME_H |
| 4 |
| 5 #define __DATETIME_H |
| 6 |
| 7 /* 日期结构 */ |
| 8 typedef struct |
| 9 { |
| 10 int year; |
| 11 int mon; |
| 12 int day; |
| 13 }DATETYPE; |
| 14 |
| 15 /* 时间结构 */ |
| 16 typedef struct |
| 17 { |
| 18 char hour; |
| 19 char min; |
| 20 char sec; |
| 21 }TIMETYPE; |
| 22 |
| 23 int getdate(DATETYPE *d); /* 取当前日期 */ |
| 24 int gettime(TIMETYPE *t); /* 取当前时间 */ |
| 25 |
| 26 #endif |
| 27 |
| 注:与上文的datetime.h文件比较,从该头文件第23,24行可以看到,动态函数getdate,gettime的原型定义改变了,不再使用(*getdate),(*gettime)的格式了(这种格式使用较为罗嗦). |
| 二、正确编译与命名动态链接库 |
| 为了让GCC编译器生成动态链接库,编译时须加选项-shared.(这点须牢记) |
| LINUX系统中,为了让动态链接库能被系统中其它程序共享,其名字应符合"lib*.so*"这种格式.如果某个动态链接库不符合此格式,则LINUX的动态链接库自动装入程序(ld.so)将搜索不到此链接库,其它程序也无法共享之. |
| 格式中,第一个*通常表示为简写的库名,第二个*通常表示为该库的版本号.如:在我的系统中,基本C动态链接库的名字为libc.so.6,线程 pthread动态链接库的名字为libpthread.so.0等等.本文例子所生成的动态链接库的名字为libmy.so,虽没有版本号,但也符合所要求的格式. |
| 生成该动态链接库的维护文件makefile-lib内容如下: |
| 1 # makefile : 纵横软件制作中心雨亦奇编写, 2002-03-07. |
| 2 |
| 3 all : libmy.so |
| 4 |
| 5 SRC = getdate.c gettime.c |
| 6 |
| 7 TGT = $(SRC:.c=.o) |
| 8 |
| 9 $(SRC) : adatetime.h |
| 10 @touch $@ |
| 11 |
| 12 %.o : %.c |
| 13 cc -c $? |
| 14 |
| 15 # 动态链接库(libmy.so)生成 |
| 16 libmy.so : $(TGT) |
| 17 cc -s -shared -o $@ $(TGT) |
| 18 |
| 运行命令: |
| $ make -f makefile-lib |
| $ |
| 即生成libmy.so库. |
| 注: 维护文件中,第17行用-shared选项以生成动态链接库,用-s选项以去掉目标文件中的符号表,从而减小文件长度. |
| 三、共享动态链接库 |
| 3.1 动态链接库配置文件 |
| 为了让动态链接库为系统所使用,需要维护动态链接库的配置文件--/etc/ld.so.conf.此文件内,存放着可被LINUX共享的动态链接库所在目录的名字(系统目录/lib,/usr/lib除外),各个目录名间以空白字符(空格,换行等)或冒号或逗号分隔.一般的LINUX发行版中,此文件均含一个共享目录/usr/X11R6/lib,为X window窗口系统的动态链接库所在的目录. |
| 下面看看我的系统中此文件的内容如何: |
| # cat /etc/ld.so.conf |
| /usr/X11R6/lib |
| /usr/zzz/lib |
| # |
| 由上可以看出,该动态库配置文件中,增加了一个/usr/zzz/lib目录.这是我自己新建的共享库目录,下面存放我新开发的可供系统共享的动态链接库. |
| 3.2 动态链接库管理命令 |
| 为了让动态链接库为系统所共享,还需运行动态链接库的管理命令--ldconfig.此执行程序存放在/sbin目录下. |
| ldconfig 命令的用途,主要是在默认搜寻目录(/lib和/usr/lib)以及动态库配置文件/etc/ld.so.conf内所列的目录下,搜索出可共享的动态链接库(格式如前介绍,lib*.so*),进而创建出动态装入程序(ld.so)所需的连接和缓存文件.缓存文件默认为 /etc/ld.so.cache,此文件保存已排好序的动态链接库名字列表. |
| ldconfig通常在系统启动时运行,而当用户安装了一个新的动态链接库时,就需要手工运行这个命令. |
| ldconfig命令行用法如下: |
| ldconfig [-v|--verbose] [-n] [-N] [-X] [-f CONF] [-C CACHE] [-r ROOT] [-l] [-p|--print-cache] [-c FORMAT] [--format=FORMAT] [-V] [-?|--help|--usage] path... |
| ldconfig可用的选项说明如下: |
| (1) -v或--verbose : 用此选项时,ldconfig将显示正在扫描的目录及搜索到的动态链接库,还有它所创建的连接的名字. |
| (2) -n : 用此选项时,ldconfig仅扫描命令行指定的目录,不扫描默认目录(/lib,/usr/lib),也不扫描配置文件/etc/ld.so.conf所列的目录. |
| (3) -N : 此选项指示ldconfig不重建缓存文件(/etc/ld.so.cache).若未用-X选项,ldconfig照常更新文件的连接. |
| (4) -X : 此选项指示ldconfig不更新文件的连接.若未用-N选项,则缓存文件正常更新. |
| (5) -f CONF : 此选项指定动态链接库的配置文件为CONF,系统默认为/etc/ld.so.conf. |
| (6) -C CACHE : 此选项指定生成的缓存文件为CACHE,系统默认的是/etc/ld.so.cache,此文件存放已排好序的可共享的动态链接库的列表. |
| (7) -r ROOT : 此选项改变应用程序的根目录为ROOT(是调用chroot函数实现的).选择此项时,系统默认的配置文件/etc/ld.so.conf,实际对应的为 ROOT/etc/ld.so.conf.如用-r /usr/zzz时,打开配置文件/etc/ld.so.conf时,实际打开的是/usr/zzz/etc/ld.so.conf文件.用此选项,可以大大增加动态链接库管理的灵活性. |
| (8) -l : 通常情况下,ldconfig搜索动态链接库时将自动建立动态链接库的连接.选择此项时,将进入专家模式,需要手工设置连接.一般用户不用此项. |
| (9) -p或--print-cache : 此选项指示ldconfig打印出当前缓存文件所保存的所有共享库的名字. |
| (10) -c FORMAT 或 --format=FORMAT : 此选项用于指定缓存文件所使用的格式,共有三种:old(老格式),new(新格式)和compat(兼容格式,此为默认格式). |
| (11) -V : 此选项打印出ldconfig的版本信息,而后退出. |
| (12) -? 或 --help 或 --usage : 这三个选项作用相同,都是让ldconfig打印出其帮助信息,而后退出. |
| 举三个例子: |
| 例1: |
| # ldconfig -p |
| 793 libs found in cache `/etc/ld.so.cache' |
| libzvt.so.2 (libc6) => /usr/lib/libzvt.so.2 |
| libzvt.so (libc6) => /usr/lib/libzvt.so |
| libz.so.1.1.3 (libc6) => /usr/lib/libz.so.1.1.3 |
| libz.so.1 (libc6) => /lib/libz.so.1 |
| ...... |
| # |
| 注: 有时候用户想知道系统中有哪些动态链接库,或者想知道系统中有没有某个动态链接库,这时,可用-p选项让ldconfig输出缓存文件中的动态链接库列表,从而查询得到.例子中,ldconfig命令的输出结果第1行表明在缓存文件/etc/ld.so.cache中找到793个共享库,第2行开始便是一系列共享库的名字及其全名(绝对路径).因为实际输出结果太多,为节省篇幅,以......表示省略的部分. |
| 例2: |
| # ldconfig -v |
| /lib: |
| liby.so.1 -> liby.so.1 |
| libnss_wins.so -> libnss_wins.so |
| ...... |
| /usr/lib: |
| libjscript.so.2 -> libjscript.so.2.0.0 |
| libkspell.so.2 -> libkspell.so.2.0.0 |
| ...... |
| /usr/X11R6/lib: |
| libmej-0.8.10.so -> libmej-0.8.10.so |
| libXaw3d.so.7 -> libXaw3d.so.7.0 |
| ...... |
| # |
| 注: ldconfig命令在运行正常的情况下,默认不输出什么东西.本例中用了-v选项,以使ldconfig在运行时输出正在扫描的目录及搜索到的共享库, 用户可以清楚地看到运行的结果.执行结束后,ldconfig将刷新缓存文件/etc/ld.so.cache. |
| 例3: |
| # ldconfig /usr/zhsoft/lib |
| # |
| 注: 当用户在某个目录下面创建或拷贝了一个动态链接库,若想使其被系统共享,可以执行一下"ldconfig 目录名"这个命令.此命令的功能在于让ldconfig将指定目录下的动态链接库被系统共享起来,意即:在缓存文件/etc/ld.so.cache中追加进指定目录下的共享库.本例让系统共享了/usr/zhsoft/lib目录下的动态链接库.需要说明的是,如果此目录不在/lib,/usr/lib 及/etc/ld.so.conf文件所列的目录里面,则再度运行ldconfig时,此目录下的动态链接库可能不被系统共享了. 3.3 动态链接库如何共享
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