實驗10 編寫庫文件.ppt

1、編寫庫文件,為什么要編寫庫文件,每個項目里都有重復(fù)的模塊，造成代碼重復(fù)。 而且，代碼的重用性不好，一旦變化，為了保持設(shè)計的一致性，必須手動逐個修改。 庫文件就是對公共代碼的一種組織形式。 比如，一個用戶驗證功能的庫文件： /userlogin.h文件，提供函數(shù)聲明 int isvaliduser(char* username, int namelen); /userlogin.c文件，實現(xiàn)對用戶信息的驗證 int isvaliduser(char* username, int namelen) int isvalid = 0; /*下面是具體的處理代碼，略去*/ return isvalid

2、,庫文件分類,靜態(tài)庫：程序在編譯時加載庫文件，即靜態(tài)庫代碼在編譯時就拷貝到了程序的代碼段，程序的體積會膨脹。 “以空間換時間”。 動態(tài)庫：程序在運行時加載目標(biāo)代碼，即程序中只保留庫文件的名字和函數(shù)名，在運行時去查找?guī)煳募秃瘮?shù)體，程序的體積基本變化不大。 “以時間換空間”。,靜態(tài)庫的編寫要點,靜態(tài)庫文件的擴展名一般為.a，其編寫步驟為： 編寫函數(shù)代碼 編譯生成各目標(biāo)文件 用ar文件對目標(biāo)文件歸檔，生成靜態(tài)庫文件 注意歸檔文件名必須以lib打頭 使用要點： 在gcc 的-i參數(shù)后加上靜態(tài)庫頭文件的路徑 在gcc 的-l參數(shù)后加上庫文件所在目錄 在gcc 的-l參數(shù)后加上庫文件名，但是要去掉lib

3、和.a擴展名 比如庫文件名是libtest.a 那么參數(shù)就是 -l test,示例編寫靜態(tài)庫,編寫如下兩個文件，注意放在同一目錄中 myalib.h /靜態(tài)庫頭文件 myalib.c /靜態(tài)庫實現(xiàn)文件 /myalib.h 文件的內(nèi)容 void test(); /myalib.c 文件的內(nèi)容 #inlcude void test() printf(testn); ,示例制作靜態(tài)庫,生成目標(biāo)文件 gcc -c myalib.c 執(zhí)行完后會生成一個myalib.o文件 用ar命令歸檔，格式為ar -rc 再次提醒，歸檔文件名一定要以lib打頭， .a結(jié)尾。 ar -rc libtest.a myal

4、ib.o 執(zhí)行完后會生成一個libtest.a文件,示例使用靜態(tài)庫,編寫一個測試程序main.c，內(nèi)容為： #include myalib.h /要把函數(shù)的頭文件包含進來，否則編譯時會報錯 int main(int argc,char* argv) test(); return 0; 編譯目標(biāo)文件，注意要把靜態(tài)庫頭文件的路徑加到-i參數(shù)里面 gcc -i /root/exercise -o main.o -c main.c 生成可執(zhí)行文件，注意要把靜態(tài)庫文件的路徑加到-l參數(shù)里面， 把庫文件名(去掉打頭的lib和結(jié)尾的.a)加到-l參數(shù)后面 gcc -o main -l/root/exerci

5、se main.o ltest 執(zhí)行可執(zhí)行文件查看效果./main,動態(tài)庫的編寫要點,動態(tài)庫一般以.so結(jié)尾，就是shared object的意思 基本生成步驟為： 編寫函數(shù)代碼 編譯生成動態(tài)庫文件，要加上 -shared 和 -fpic 選項，庫文件名以lib開頭， 以.so 結(jié)尾 使用方式分為兩種：隱式調(diào)用和顯示調(diào)用 隱式調(diào)用：類似于靜態(tài)庫的使用，但需修改動態(tài)鏈接庫的配置文件/etc/ld.so.conf 顯示調(diào)用：在主程序里使用dlopen、dlsym、dlerror、dlclose等系統(tǒng)函數(shù),示例編寫動態(tài)庫（與前面一樣）,編寫如下兩個文件，注意放在同一目錄中 myalib.h /靜態(tài)庫

6、頭文件 myalib.c /靜態(tài)庫實現(xiàn)文件 /myalib.h 文件的內(nèi)容 void test(); /myalib.c 文件的內(nèi)容 #inlcude void test() printf(testn); ,示例制作,編譯生成動態(tài)庫，庫文件名以lib開頭，以.so 結(jié)尾。 gcc -fpic -shared -o libtest.so myalib.c 此時就生成一個libtest.so文件,示例動態(tài)庫的隱式調(diào)用,1、編寫測試文件，與前面一樣 2、編譯測試程序，與靜態(tài)庫類似，要把頭文件的路徑加到-i參數(shù)里面 gcc -i /root/exercise -o main.o -c main.c 現(xiàn)

7、在生成了一個main.o文件 3、連接生成測試程序，注意要把庫文件的路徑加到-l參數(shù)里面 gcc -o main -l/root/exercise main.o -ltest 現(xiàn)在生成了一個main文件 4、執(zhí)行測試程序 ./main 此時出現(xiàn)提示 ./main: error while loading shared libraries: libtest.so: cannot open shared object file: no such file or directory。 這個原因就是程序運行時并不知道動態(tài)庫所在的路徑，因此自然找不到。解決這個問題的辦法有三種，見下頁,方法一,拷貝動態(tài)鏈

8、接庫到系統(tǒng)共享目錄下，或在系統(tǒng)共享目錄下為該動態(tài)鏈接庫建立連接(硬連接或符號連接均可，常用符號連接)。這里說的系統(tǒng)共享目錄，指的是linux動態(tài)鏈接庫存放的目錄，包括 /lib、/usr、/lib以及/etc/ld.so.conf文件內(nèi)所列的一系列目錄 實例：執(zhí)行 # cp libtest.so /lib # ldconfig 或: # ln -s pwd/libtest.so /lib # ldconfig 注意pwd前后有兩個反引號，其目的是取得pwd命令的輸出，即當(dāng)前目錄。此時再執(zhí)行main，即可成功,方法二,將動態(tài)鏈接庫所在目錄名追加到動態(tài)鏈接庫配置文件/etc/ld.so.conf中

9、 # pwd /etc/ld.so.conf # ldconfig 此時再執(zhí)行main，即可成功,方法三,利用動態(tài)鏈接庫管理命令ldconfig，強制其搜索指定目錄，并更新緩存文件，便于動態(tài)裝入 # ldconfig pwd 此時再執(zhí)行main，即可成功 注意：第三種方法雖然有效，但效果是暫時的，供程序測試還可以，一旦再度運行l(wèi)dconfig，則緩存文件內(nèi)容可能改變，所需的動態(tài)鏈接庫可能不被系統(tǒng)共享了 無論哪種辦法，其實質(zhì)都是用ldconfig命令把動態(tài)庫文件所在路徑加入到系統(tǒng)庫列表中，(前兩種永久，第三種臨時),動態(tài)庫的顯式調(diào)用要點（1）,代碼出現(xiàn)庫文件名，用戶需要自己去打開和管理庫文件。要

10、點為: 把dlfcn.h系統(tǒng)頭文件包含進來 用dlopen函數(shù)打開庫文件，并指定打開方式 dllope的的第一個參數(shù)為共享庫的名稱，將會在下面位置查找指定的共享庫。 環(huán)境變量ld_library_path列出分號間隔的所有目錄 文件/etc/ld.so.cache中找到的庫的列表，由ldconfig命令刷新 目錄/usr/lib 目錄/lib 當(dāng)前目錄,動態(tài)庫的顯式調(diào)用要點（2）,第二個參數(shù)為打開共享庫的方式。有兩個取值： rtld_now：將共享庫中的所有函數(shù)加載到內(nèi)存 rtld_lazy：會推后共享庫中的函數(shù)的加載操作，直到調(diào)用dlsym()時方加載某函數(shù) 用dlerror()函數(shù)測試是否

11、打開成功，并進行錯誤處理 用dlsym獲得函數(shù)地址，存放在一個函數(shù)指針中 用獲得的函數(shù)指針進行函數(shù)調(diào)用 程序結(jié)束時用dlclose關(guān)閉打開的動態(tài)庫，防止資源泄露 用ldconfig工具把動態(tài)庫的路徑加到系統(tǒng)庫列表中,示例編寫測試文件,示例編譯和執(zhí)行測試文件,編譯測試文件 使用-ldl選項指明生成的對象模塊需要使用共享庫 gcc -o main -ldl main.c 執(zhí)行完后就生成了一個main文件 執(zhí)行測試程序 ./main 輸出 test 說明成功,提示（1）,無論是動態(tài)庫的顯式調(diào)用還是隱式調(diào)用，都需要用ldconfig工具將動態(tài)庫的路徑加到系統(tǒng)庫列表中，否則運行時會出錯 可以用ldd命令

12、檢查程序都使用到哪些共享庫，ldd命令行用法如下: ldd -version -v|-verbose -d|-data-relocs -r|-function-relocs -help file. -version : 此選項用于打印出ldd的版本號 -v 或 -verbose : 此選項指示ldd輸出關(guān)于所依賴的動態(tài)鏈接庫的盡可能詳細(xì)的信息 -d 或 -data-relocs : 此選項執(zhí)行重定位,并且顯示不存在的函數(shù). -r 或 -function-relocs : 此選項執(zhí)行數(shù)據(jù)對象與函數(shù)的重定位,同時報告不存在的對象 -help : 此選項用于打印出ldd的幫助信息,提示（2）,用靜態(tài)

13、庫連接時的結(jié)果 #ldd main libc.so.6 = /lib/tls/libc.so.6 (0 xb74ad000) /lib/ld-linux.so.2 = /lib/ld-linux.so.2 (0 xb75eb000) 可見使用靜態(tài)庫時，由于庫已經(jīng)被編譯成程序的一部分，因此ldd的輸出中就只有用到的系統(tǒng)庫,提示（3）,用動態(tài)庫隱式連接時的結(jié)果 libtest.so = /root/exercise/libtest.so (0 xb75e2000) libc.so.6 = /lib/tls/libc.so.6 (0 xb74ab000) /lib/ld-linux.so.2 = /lib/ld-linux.so.2 (0 xb75eb000) 可見隱式使用動態(tài)庫時，所有用到的動態(tài)庫(包括系統(tǒng)和用戶的)都會被顯示出來,提示（4）,動態(tài)庫顯式連接時的結(jié)果 ldd