学步园

#参考：
#    http://www.abc188.com/info/html/wangzhanyunying/jianzhanjingyan/20080417/70810.html
#    http://os.51cto.com/art/201001/176625.htm
#    http://os.51cto.com/art/201001/176618.htm

[概述]本文是我在学习linux下动态链接库的总结，主要内容为：为什么要使用动态链接库、动态链接库的制作、使用。

0 为什么要使用动态链接库


    linux下的库文件有：静态库和动态库两种。静态库文件的制作和使用在前文中已简要总结。LINUX系统中动态链接库，类似于 WINDOWS中以.dll为后缀的文件(dll即Dynamic Link Library)。
    静态库与动态库的区别。如果程序是在编译时加载库文件的，就是使用了静态库。如果是在运行时加载目标代码，就成为动态库。换句话说，如果是使用静态库，则静态库代码在编译时就拷贝到了程序的代码段，程序的体积会膨胀。如果使用动态库，则程序中只保留库文件的名字和函数名，在运行时去查找库文件和函数体，程序的体积基本变化不大。
    静态库的原则是“以空间换时间”，增加程序体积，减少运行时间;
    动态库则是“以时间换空间”，增加了运行时间，但减少了程序本身的体积。
   
1 动态链接库的制作


    在LINUX系统下，创建动态链接库是件非常简单的事情。只要在编译函数库源程序时加上-shared选项即可，这样所生成的执行程序即为动态链接库。从某种意义上来说，动态链接库也是一种执行程序。按一般规则，动态库的命名应为lib*.so.*。其中第一个*为动态库的名字，第二个*为版本号，比如libc.so.6。编译生成动态库的命令： gcc -o libmy.so -fpic -shared getdate.c gettime.c
    下面制作动态库的例子中有3个文件: adatetime.h, getdate.c, gettime.c。adatetime.h为动态链接库的头文件; getdate.c和gettime.c分别实现getDate()和getTime()函数。
1.1 编写动态库头文件adatetime.h，代码如下：
/*<br /> * adatetime.h<br /> */<br /> #ifndef _DATETIME_H<br /> #define _DATETIME_H<br /> typedef struct /*日期结构*/<br /> {<br /> int year;<br /> int month;<br /> int day;<br /> }DATETYPE;<br /> typedef struct /*时间结构*/<br /> {<br /> char hour;<br /> char min;<br /> char sec;<br /> }TIMETYPE;<br /> /*函数原型说明*/<br /> int getDate(DATETYPE *d); /*取当前日期*/<br /> int getTime(TIMETYPE *t); /*取当前时间*/<br /> #endif

1.2 编写getdate.c和gettime.c，代码如下:
/*<br /> * getdate.c: 定义获取系统日期的函数getDate()<br /> */<br /> #include<time.h><br /> #include "adatetime.h"<br /> int getDate( DATETYPE *d )<br /> {<br /> long ti;<br /> struct tm *tm;</p> <p> time(&ti);<br /> tm = localtime(&ti);<br /> d -> year = tm -> tm_year + 1900;<br /> d -> month = tm -> tm_mon + 1;<br /> d -> day = tm -> tm_mday;<br /> }<br /> /*<br /> * gettime.c: 定义获取系统时间的函数getTime()<br /> */<br /> #include<time.h><br /> #include "adatetime.h"<br /> int getTime( TIMETYPE *t )<br /> {<br /> long ti;<br /> struct tm *tm;</p> <p> time(&ti);<br /> tm = localtime(&ti);<br /> t -> hour = tm -> tm_hour;<br /> t -> min = tm -> tm_min;<br /> t -> sec = tm -> tm_sec;<br /> }

1.3 编译生成动态库
(1) 编写维护文件makefile-lib，内容如下
#makefile-lib: 动态库实例维护文件<br /> all: libmy.so<br /> SRC = getdate.c gettime.c<br /> TGT = $(SRC:.c=.o)<br /> $(SRC): adatetime.h<br /> @touch $@<br /> %.o: %.c<br /> cc -c $?<br /> #生成动态链接库(libmy.so)<br /> libmy.so: $(TGT)<br /> cc -s -fpic -shared -o $@ $(TGT) #-fpic选项，增加动态库的可重定位性
注意: 每行维护代码必须以TAB(跳格键)开始，不是的话make时将出错。
编写维护文件的目的，在于方便程序员维护程序，尤其是维护比较大的工程项目。
(2) 运行命令make -f makefile-lib， 则生成名为libmy.so的动态库文件。

1.4 共享动态库文件
    /etc/ld.so.conf文档中，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)。我们可以把自己制作的动态库放到/lib或/usr/lib；也可以新建用户自己的库文件夹：/home/uname/lib，然后把此文件夹路径写入/etc/ld.so.conf中(并把自己的动态库复制到该文件夹下)。
#ldconfig        //刷新缓存文档/etc/lb.so.cache，使共享设置生效
    然后就可以使用动态库文件libmy.so了。

   
2 动态库文件的使用


2.1 重要的dlfcn.h头文件
    LINUX下使用动态链接库，源程序需要包含dlfcn.h头文件，此文件定义了调用动态链接库的函数的原型。下面详细说明一下这些函数。
   
2.1.1 dlerror
原型为: const char *dlerror(void);
当动态链接库操作函数执行失败时，dlerror可以返回出错信息，返回值为NULL时表示操作函数执行成功。

2.1.2 dlopen
原型为: void *dlopen (const char *filename, int flag);
dlopen用于打开指定名字(filename)的动态链接库，并返回操作句柄。
filename: 如果名字不以/开头，则非绝对路径名，将按下列先后顺序查找该文件。
(1) 用户环境变量中的LD_LIBRARY值；
(2) 动态链接缓冲文件/etc/ld.so.cache
(3) 目录/lib，/usr/lib
flag表示在什么时候解决未定义的符号(调用)。取值有两个:
    1) RTLD_LAZY : 表明在动态链接库的函数代码执行时解决。
    2) RTLD_NOW : 表明在dlopen返回前就解决所有未定义的符号，一旦未解决，dlopen将返回错误。
dlopen调用失败时，将返回NULL值，否则返回的是操作句柄。

2.1.3 dlsym : 取函数执行地址
原型为: void *dlsym(void *handle, char *symbol);
dlsym根据动态链接库操作句柄(handle)与符号(symbol)，返回符号对应的函数的执行代码地址。由此地址，可以带参数执行相应的函数。
如程序代码: void (*add)(int x,int y); /* 说明一下要调用的动态函数add */
add=dlsym("xxx.so","add"); /* 打开xxx.so共享库,取add函数地址 */
add(89,369); /* 带两个参数89和369调用add函数 */

2.1.4 dlclose : 关闭动态链接库
原型为: int dlclose (void *handle);
dlclose用于关闭指定句柄的动态链接库，只有当此动态链接库的使用计数为0时,才会真正被系统卸载。

2.2 在程序中使用动态链接库函数

2.2.0

动态库的分为隐式调用和显式
调用两种调用方法。
隐式调用的使用使用方法和静态库的调用差不多，具体方法如下：
    gcc -c -I/home/weil/inc main.c
    gcc -o main1 -L/home/


weil


/lib main.o libmytime.so   //这里是*.so

      在这种调用方式中，需要维护动态链接库的
配置文件/etc/ld.so.conf
来让动态链接库为系统所使用，通常将动态链接库所在目录名追加到动态链接库配置文件中。否则在执行相关的可执行文
件的时候就会出现载入动态链接库失败的现象。
在编译所引用的动态库时，可以在gcc采用
–l或-L选项或直接引用所需的动态链接库方式进行编译。

      在Linux里面，可以采用ldd命令来检查程序依赖共享库。

显式调用
：

    gcc -o main -ldl main.c

    用gcc编译对应的源文件生成可执行文件，-ldl选项，表示生成的对象模块需要使用共享库。

    在示例程序ady.c中调用动态库libmy.so中的getDate()和getTime()函数，用来显式系统的当前时间。
2.2.1 编写ady.c (本例中使用显示调用的方法)
/*<br /> * ady.c: 动态链接库应用示范程序<br /> */<br /> #include<stdio.h><br /> #include<dlfcn.h><br /> #include<string.h><br /> #define SOFILE "libmy.so"<br /> #include "adatetime.h"<br /> int main()<br /> {<br /> DATETYPE d;<br /> TIMETYPE t;<br /> void *dp;<br /> char *error;<br /> printf("A sample for loading SO!/n");<br /> dp = dlopen(SOFILE, RTLD_LAZY); /* 打开动态链接库 */<br /> if(dp == NULL)<br /> {<br /> fputs(dlerror(), stderr);<br /> return -1;<br /> }<br /> int (*getDate)(); /*定义指针函数用于获取动态库中getDate()的入口地址*/<br /> getDate = dlsym(dp, "getDate");</p> <p> error=dlerror(); /* 检测错误 */<br /> if ( error ) /* 若出错则退出 */<br /> {<br /> fputs(error,stderr);<br /> return -1;<br /> }</p> <p> getDate(&d); /* 调用此共享函数 */<br /> printf("Current Date: %04d-%02d-%02d/n",d.year,d.month,d.day);</p> <p> int (*getTime)();<br /> getTime=dlsym(dp,"getTime"); /* 定位取时间函数 */<br /> error=dlerror(); /* 检测错误 */<br /> if (error) /* 若出错则退出 */<br /> {<br /> fputs(error,stderr);<br /> return -1;<br /> }<br /> getTime(&t); /* 调用此共享函数 */<br /> printf("Current Time: %02d:%02d:%02d/n",t.hour,t.min,t.sec);</p> <p> dlclose(dp); /* 关闭共享库 */<br /> return 0;<br /> } 
2.2.2 编写维护文件makefile
#makefile: 示例程序维护文件<br /> all: ady<br /> DYSRC = ady.c<br /> DYTGT = $(DYSRC:.c=.o)<br /> %.o:%.c<br /> cc -c $?<br /> #动态库示例<br /> ady:$(DYTGT)<br /> cc -rdynamic -s -o $@ $(DYTGT) -ldl
   
2.3 编译、运行测试程序
#make
#./ady
可显式系统当前日期、时间。