在《 LINUX下動態鏈接庫的創建與應用》 一文中,我介紹了LINUX動態鏈接庫的基本知識.其要點是:用戶根據實際情況需要,利用dlopen,dlsym,dlclose等動態鏈接庫操作函 數,裝入指定的動態鏈接庫中指定的函數,然后加以執行.程序中使用很少的動態函數時,這樣的做法尚可.如果程序需要調用大量的動態函數,那么采用這樣的編 程手段將是非常繁復的,所以我們必須使用一種更為聰明的辦法,以減少代碼量,提高工作效率.這就是現在我要舉例介紹的《LINUX動態鏈接庫高級應用》.

注:本文舉的例子類似上篇文章,只是文件的內容已做相應修改,裁減了不少.示例程序ady.c和兩個動態函數的源程序getdate.c與gettime.c僅修改了頭文件的名字,其內容不再列出.本文使用頭文件為adatetime.h.

要想高效地應用LINUX動態鏈接庫(尤其是用戶自己編寫的),需要做以下工作:

一、編寫合格的動態鏈接庫頭文件

??? C語言的頭文件,可供一個或多個程序引用,里面一般定義程序所需的常量,自定義類型及函數原型說明等.其中的函數原型說明,則供編譯器檢查語法,用于排除引用參數時類型不一致的錯誤.只有編寫合格的動態鏈接庫頭文件,程序員才能正確使用動態鏈接庫內的函數.

動態鏈接庫頭文件要采用C語言標準格式,其中的動態函數原型定義,不必象上文介紹的那樣用(*動態函數名)的描述形式.請看下面的例子:(每行開始的數字為所在行行號,為筆者添加,供注解使用)

???? 1? /* adatetime.h : 縱橫軟件制作中心雨亦奇(zhsoft@371.net)編寫, 2002-03-06. */

????? 2?

????? 3? #ifndef __DATETIME_H

????? 4?

????? 5? #define __DATETIME_H

????? 6?

????? 7? /* 日期結構 */

????? 8? typedef struct

????? 9? {

???? 10?? int??? year;

???? 11?? int??? mon;

???? 12?? int??? day;

???? 13? }DATETYPE;

???? 14?

???? 15? /* 時間結構 */

???? 16? typedef struct

???? 17? {

???? 18?? char?? hour;

???? 19?? char?? min;

???? 20?? char?? sec;

???? 21? }TIMETYPE;

???? 22?

???? 23? int???? getdate(DATETYPE *d); /* 取當前日期 */

???? 24? int???? gettime(TIMETYPE *t); /* 取當前時間 */

???? 25?

???? 26? #endif

???? 27?

注:與上文的datetime.h文件比較,從該頭文件第23,24行可以看到,動態函數getdate,gettime的原型定義改變了,不再使用(*getdate),(*gettime)的格式了(這種格式使用較為羅嗦).

二、正確編譯與命名動態鏈接庫

為了讓GCC編譯器生成動態鏈接庫,編譯時須加選項-shared.(這點須牢記)

???? LINUX系統中,為了讓動態鏈接庫能被系統中其它程序共享,其名字應符合“lib*.so*”這種格式.如果某個動態鏈接庫不符合此格式,則LINUX的動態鏈接庫自動裝入程序(ld.so)將搜索不到此鏈接庫,其它程序也無法共享之.

格式中,第一個*通常表示為簡寫的庫名,第二個*通常表示為該庫的版本號.如:在我的系統中,基本C動態鏈接庫的名字為libc.so.6,線程 pthread動態鏈接庫的名字為libpthread.so.0等等.本文例子所生成的動態鏈接庫的名字為libmy.so,雖沒有版本號,但也符合所 要求的格式.

生成該動態鏈接庫的維護文件makefile-lib內容如下:

????? 1? # makefile : 縱橫軟件制作中心雨亦奇編寫, 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? # 動態鏈接庫(libmy.so)生成

???? 16? libmy.so : $(TGT)

???? 17????????? cc -s -shared -o $@ $(TGT)

???? 18?

運行命令:

???? $ make -f makefile-lib

???? $

即生成libmy.so庫.

注: 維護文件中,第17行用-shared選項以生成動態鏈接庫,用-s選項以去掉目標文件中的符號表,從而減小文件長度.

三、共享動態鏈接庫

???? 3.1 動態鏈接庫配置文件

為了讓動態鏈接庫為系統所使用,需要維護動態鏈接庫的配置文件--/etc/ld.so.conf.此文件內,存放著可被LINUX共享的動態鏈接庫所在 目錄的名字(系統目錄/lib,/usr/lib除外),各個目錄名間以空白字符(空格,換行等)或冒號或逗號分隔.一般的LINUX發行版中,此文件均 含一個共享目錄/usr/X11R6/lib,為X window窗口系統的動態鏈接庫所在的目錄.

下面看看我的系統中此文件的內容如何:

???? # cat /etc/ld.so.conf

???? /usr/X11R6/lib

???? /usr/zzz/lib

???? #

由上可以看出,該動態庫配置文件中,增加了一個/usr/zzz/lib目錄.這是我自己新建的共享庫目錄,下面存放我新開發的可供系統共享的動態鏈接庫.

???? 3.2 動態鏈接庫管理命令

為了讓動態鏈接庫為系統所共享,還需運行動態鏈接庫的管理命令--ldconfig.此執行程序存放在/sbin目錄下.

ldconfig命令的用途,主要是在默認搜尋目錄(/lib和/usr/lib)以及動態庫配置文件/etc/ld.so.conf內所列的目錄下,搜 索出可共享的動態鏈接庫(格式如前介紹,lib*.so*),進而創建出動態裝入程序(ld.so)所需的連接和緩存文件.緩存文件默認為 /etc/ld.so.cache,此文件保存已排好序的動態鏈接庫名字列表.

???? ldconfig通常在系統啟動時運行,而當用戶安裝了一個新的動態鏈接庫時,就需要手工運行這個命令.

???? 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可用的選項說明如下:

???? (1) -v或--verbose : 用此選項時,ldconfig將顯示正在掃描的目錄及搜索到的動態鏈接庫,還有它所創建的連接的名字.

???? (2) -n : 用此選項時,ldconfig僅掃描命令行指定的目錄,不掃描默認目錄(/lib,/usr/lib),也不掃描配置文件/etc/ld.so.conf所列的目錄.

???? (3) -N : 此選項指示ldconfig不重建緩存文件(/etc/ld.so.cache).若未用-X選項,ldconfig照常更新文件的連接.

???? (4) -X : 此選項指示ldconfig不更新文件的連接.若未用-N選項,則緩存文件正常更新.

???? (5) -f CONF : 此選項指定動態鏈接庫的配置文件為CONF,系統默認為/etc/ld.so.conf.

???? (6) -C CACHE : 此選項指定生成的緩存文件為CACHE,系統默認的是/etc/ld.so.cache,此文件存放已排好序的可共享的動態鏈接庫的列表.

(7) -r ROOT : 此選項改變應用程序的根目錄為ROOT(是調用chroot函數實現的).選擇此項時,系統默認的配置文件/etc/ld.so.conf,實際對應的為 ROOT/etc/ld.so.conf.如用-r /usr/zzz時,打開配置文件/etc/ld.so.conf時,實際打開的是/usr/zzz/etc/ld.so.conf文件.用此選項,可以 大大增加動態鏈接庫管理的靈活性.

???? (8) -l : 通常情況下,ldconfig搜索動態鏈接庫時將自動建立動態鏈接庫的連接.選擇此項時,將進入專家模式,需要手工設置連接.一般用戶不用此項.

???? (9) -p或--print-cache : 此選項指示ldconfig打印出當前緩存文件所保存的所有共享庫的名字.

???? (10) -c FORMAT 或 --format=FORMAT : 此選項用于指定緩存文件所使用的格式,共有三種:old(老格式),new(新格式)和compat(兼容格式,此為默認格式).

???? (11) -V : 此選項打印出ldconfig的版本信息,而后退出.

???? (12) -? 或 --help 或 --usage : 這三個選項作用相同,都是讓ldconfig打印出其幫助信息,而后退出.

舉三個例子:

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: 有時候用戶想知道系統中有哪些動態鏈接庫,或者想知道系統中有沒有某個動態鏈接庫,這時,可用-p選項讓ldconfig輸出緩存文件中的動態鏈接庫列 表,從而查詢得到.例子中,ldconfig命令的輸出結果第1行表明在緩存文件/etc/ld.so.cache中找到793個共享庫,第2行開始便是 一系列共享庫的名字及其全名(絕對路徑).因為實際輸出結果太多,為節省篇幅,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命令在運行正常的情況下,默認不輸出什么東西.本例中用了-v選項,以使ldconfig在運行時輸出正在掃描的目錄及搜索到的共享庫, 用戶可以清楚地看到運行的結果.執行結束后,ldconfig將刷新緩存文件/etc/ld.so.cache.

例3:

???? # ldconfig /usr/zhsoft/lib

???? #

注: 當用戶在某個目錄下面創建或拷貝了一個動態鏈接庫,若想使其被系統共享,可以執行一下"ldconfig 目錄名"這個命令.此命令的功能在于讓ldconfig將指定目錄下的動態鏈接庫被系統共享起來,意即:在緩存文件/etc/ld.so.cache中追 加進指定目錄下的共享庫.本例讓系統共享了/usr/zhsoft/lib目錄下的動態鏈接庫.需要說明的是,如果此目錄不在/lib,/usr/lib 及/etc/ld.so.conf文件所列的目錄里面,則再度運行ldconfig時,此目錄下的動態鏈接庫可能不被系統共享了.

3.3 動態鏈接庫如何共享

了解了以上知識,我們可以采用以下三種方法來共享動態鏈接庫:(注:均須在超級用戶狀態下操作,以我的動態鏈接庫libmy.so共享過程為例)

(1)拷貝動態鏈接庫到系統共享目錄下,或在系統共享目錄下為該動態鏈接庫建立個連接(硬連接或符號連接均可,常用符號連接).這里說的系統共享目錄,指 的是LINUX動態鏈接庫存放的目錄,它包含/lib,/usr/lib以及/etc/ld.so.conf文件內所列的一系列目錄.

???? # cp libmy.so /lib

???? # ldconfig

???? #

或:

???? # ln -s `pwd`/libmy.so /lib

???? # ldconfig

???? #

???? (2)將動態鏈接庫所在目錄名追加到動態鏈接庫配置文件/etc/ld.so.conf中.

???? # pwd >> /etc/ld.so.conf

???? # ldconfig

???? #

???? (3)利用動態鏈接庫管理命令ldconfig,強制其搜索指定目錄,并更新緩存文件,便于動態裝入.

???? # ldconfig `pwd`

???? #

需要說明的是,這種操作方法雖然有效,但效果是暫時的,供程序測試還可以,一旦再度運行ldconfig,則緩存文件內容可能改變,所需的動態鏈接庫可能 不被系統共享了.與之相比較,前兩種方法是可靠的方法,值得業已定型的動態鏈接庫共享時采用.前兩種方法還有一個特點,即最后一條命令都是 ldconfig,也即均需要更新一下緩存文件,以確保動態鏈接庫的共享生效.

四、含有動態函數的程序的編譯

???? 4.1 防止編譯因未指定動態鏈接庫而出錯

當一個程序使用動態函數時,編譯該程序時就必須指定含所用動態函數的動態鏈接庫,否則編譯將會出錯退出.如本文示例程序ady.c的編譯(未明確引用動態鏈接庫libmy.so):

???? # cc -o ady ady.c

???? /tmp/ccL4FsJp.o: In function `main':

???? /tmp/ccL4FsJp.o(.text+0x43): undefined reference to `gettime'

???? collect2: ld returned 1 exit status

???? #

注: 因為ady.c所含的動態函數getdate,gettime不在系統函數庫中,所以連接時出錯.

???? 4.2 編譯時引用動態鏈接庫的幾種方式

???? (1)當所用的動態鏈接庫在系統目錄(/lib,/usr/lib)下時,可用編譯選項-l來引用.即:

???? # cc -lmy -o ady ady.c

???? #

注:編譯時用-l選項引用動態鏈接庫時,庫名須使用其縮寫形式.本例的my,表示引用libmy.so庫.若引用光標庫libncurses.so,須用-lncurses.注意,-l選項與參數之間不能有空格,否則會出錯.

???? (2)當所用的動態鏈接庫在系統目錄(/lib,/usr/lib)以外的目錄時,須用編譯選項-L來指定動態鏈接庫所在的目錄(供編譯器查找用),同時用-l選項指定縮寫的動態鏈接庫名.即:

???? # cc -L/usr/zzz/lib -lmy -o ady ady.c

???? #

???? (3)直接引用所需的動態鏈接庫.即:

???? # cc -o ady ady.c libmy.so

???? #

或

???? # cc -o ady ady.c /lib/libmy.so

???? #

等等.其中,動態鏈接庫的庫名可以采用相對路徑形式(文件名不以/開頭),也可采用絕對路徑形式(文件名以/開頭).

五、動態鏈接程序的運行與檢查

???? 5.1 運行

編譯連接好含動態函數的程序后,就可以運行它了.動態鏈接程序因為共享了系統中的動態鏈接庫,所以其空間占用很小.但這并不意味功能的減少,它的執行與靜態連接的程序執行,效果完全相同.在命令提示符下鍵入程序名及相關參數后回車即可,如下例:

???? $ ady

動態鏈接庫高級應用示范

當前日期: 2002-03-11

當前時間: 19:39:06

???? $

???? 5.2 檢查

檢查什么?檢查動態鏈接程序究竟需要哪些共享庫,系統中是否已有這些庫,沒有的話,用戶好想辦法把這些庫裝上.

怎么檢查呢?這里,告訴你一個實用程序--ldd,這個程序就是專門用來檢查動態鏈接程序依賴哪些共享庫的.

???? ldd命令行用法如下:

???? ldd [--version] [-v|--verbose] [-d|--data-relocs] [-r|--function-relocs] [--help]? FILE...

各選項說明如下:

???? (1) --version : 此選項用于打印出ldd的版本號.

???? (2) -v 或 --verbose : 此選項指示ldd輸出關于所依賴的動態鏈接庫的盡可能詳細的信息.

???? (3) -d 或 --data-relocs : 此選項執行重定位,并且顯示不存在的函數.

???? (4) -r 或 --function-relocs : 此選項執行數據對象與函數的重定位,同時報告不存在的對象.

???? (5) --help : 此選項用于打印出ldd的幫助信息.

注: 上述選項中,常用-v(或--verbose)選項.

???? ldd的命令行參數為FILE...,即一個或多個文件名(動態鏈接程序或動態鏈接庫).

例1:

???? $ ldd ady

???????????? libmy.so => ./libmy.so (0x40026000)

???????????? libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x40028000)

???????????? /lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)

???? $

注: 每行=>前面的,為動態鏈接程序所需的動態鏈接庫的名字,而=>后面的,則是運行時系統實際調用的動態鏈接庫的名字,所需的動態鏈接庫在系統 中不存在時,=>后面將顯示"not found",括號所括的數字為虛擬的執行地址.本例列出ady所需的三個動態鏈接庫,其中libmy.so為自己新建的動態鏈接庫,而 libc.so.6與/lib/ld-linux.so.2均為系統的動態鏈接庫,前一個為基本C庫,后一個動態裝入庫(用于動態鏈接庫的裝入及運行).

例2:

???? $ ldd -v ady

???????????? libmy.so => ./libmy.so (0x40026000)

???????????? libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x40028000)

???????????? /lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)

???????????? Version information:

???????????? ./ady:

???????????????????? libc.so.6 (GLIBC_2.1.3) => /lib/libc.so.6

???????????????????? libc.so.6 (GLIBC_2.0) => /lib/libc.so.6

???????????? ./libmy.so:

???????????????????? libc.so.6 (GLIBC_2.1.3) => /lib/libc.so.6

???????????????????? libc.so.6 (GLIBC_2.0) => /lib/libc.so.6

???????????? /lib/libc.so.6:

???????????????????? ld-linux.so.2 (GLIBC_2.1.1) => /lib/ld-linux.so.2

???????????????????? ld-linux.so.2 (GLIBC_2.2.3) => /lib/ld-linux.so.2

???????????????????? ld-linux.so.2 (GLIBC_2.1) => /lib/ld-linux.so.2

???????????????????? ld-linux.so.2 (GLIBC_2.2) => /lib/ld-linux.so.2

???????????????????? ld-linux.so.2 (GLIBC_2.0) => /lib/ld-linux.so.2

???? $

注:本例用-v選項以顯示盡可能多的信息,所以例中除列出ady所需要的動態鏈接庫外,還列出了程序所需動態鏈接庫版本方面的信息.

小結: 在LINUX動態鏈接庫的高級應用中,關鍵有兩點,一是如何讓動態鏈接庫為LINUX系統所共享,二是編譯連接程序時如何做.讓動態鏈接庫為系統所共享, 主要是用ldconfig管理命令,維護好系統共享庫的緩存文件/etc/ld.so.cache.編譯連接時如何做?注意連接上所用的動態鏈接庫就可以 了.LINUX動態鏈接庫的高級應用,用一用就明白:其實,就是這么簡單!

原文地址：LINUX動態鏈接庫高級應用

總結

以上是生活随笔為你收集整理的LINUX动态链接库高级应用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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