C/C++ 编译器和调试器以及静态库、动态库使用汇总
http://www.chinaunix.net/ 作者:蓝色键盘 发表于：2003-05-09 14:01:19
经常的，有朋友问到有关unix下面条是的技术。我整理了大多数的unix系统下面的常用的调试工具的调试技术的文章。希望对大家有所帮助。
另外静态库、动态库也是问的频率比较高的问题。在这里也做了总结。
＃＃＃＃＃＃大多数unix系统下面的调试器的使用方法如下：＃＃＃＃＃＃
***************gdb介绍*********************
GNU 的调试器称为 gdb，该程序是一个交互式工具，工作在字符模式。在 X Window 系统中，有一个 gdb 的
前端图形工具，称为 xxgdb。gdb 是功能强大的调试程序，可完成如下的调试任务：
* 设置断点；
* 监视程序变量的值；
* 程序的单步执行；
* 修改变量的值。
在可以使用 gdb 调试程序之前，必须使用 -g 选项编译源文件。可在 makefile 中如下定义 CFLAGS 变量：
CFLAGS = -g
运行 gdb 调试程序时通常使用如下的命令：
gdb progname
在 gdb 提示符处键入help，将列出命令的分类，主要的分类有：
* aliases：命令别名
* breakpoints：断点定义；
* data：数据查看；
* files：指定并查看文件；
* internals：维护命令；
* running：程序执行；
* stack：调用栈查看；
* statu：状态查看；
* tracepoints：跟踪程序执行。
键入 help 后跟命令的分类名，可获得该类命令的详细清单。
*********gdb 的常用命令***************
命令 解释
break NUM 在指定的行上设置断点。
bt 显示所有的调用栈帧。该命令可用来显示函数的调用顺序。
clear 删除设置在特定源文件、特定行上的断点。其用法为：clear FILENAME:NUM。
continue 继续执行正在调试的程序。该命令用在程序由于处理信号或断点而
导致停止运行时。
display EXPR 每次程序停止后显示表达式的值。表达式由程序定义的变量组成。
file FILE 装载指定的可执行文件进行调试。
help NAME 显示指定命令的帮助信息。
info break 显示当前断点清单，包括到达断点处的次数等。
info files 显示被调试文件的详细信息。
info func 显示所有的函数名称。
info local 显示当函数中的局部变量信息。
info prog 显示被调试程序的执行状态。
info var 显示所有的全局和静态变量名称。
kill 终止正被调试的程序。
list 显示源代码段。
make 在不退出 gdb 的情况下运行 make 工具。
next 在不单步执行进入其他函数的情况下，向前执行一行源代码。
print EXPR 显示表达式 EXPR 的值。
******gdb 使用范例************************
-----------------
清单 一个有错误的 C 源程序 bugging.c
-----------------
#include
#include
static char buff [256];
static char* string;
int main ()
{
printf ("Please input a string: ");
gets (string);
printf ("\nYour string is: %s\n", string);
}
-----------------
上面这个程序非常简单，其目的是接受用户的输入，然后将用户的输入打印出来。该程序使用了一个未经过初
始化的字符串地址 string，因此，编译并运行之后，将出现 Segment Fault 错误：
$ gcc -o test -g test.c
$ ./test
Please input a string: asfd
Segmentation fault (core dumped)
为了查找该程序中出现的问题，我们利用 gdb，并按如下的步骤进行：
1．运行 gdb bugging 命令，装入 bugging 可执行文件；
2．执行装入的 bugging 命令；
3．使用 where 命令查看程序出错的地方；
4．利用 list 命令查看调用 gets 函数附近的代码；
5．唯一能够导致 gets 函数出错的因素就是变量 string。用 print 命令查看 string 的值；
6．在 gdb 中，我们可以直接修改变量的值，只要将 string 取一个合法的指针值就可以了，为此，我们在第
11 行处设置断点；
7．程序重新运行到第 11 行处停止，这时，我们可以用 set variable 命令修改 string 的取值；
8．然后继续运行，将看到正确的程序运行结果。
运行 gcc/egcs
**********运行 gcc/egcs***********************
GCC 是 GNU 的 C 和 C++ 编译器。实际上，GCC 能够编译三种语言：C、C++ 和 Object C（C 语言的一种面向对象扩展）。利用 gcc 命令可同时编译并连接 C 和 C++ 源程序。
如果你有两个或少数几个 C 源文件，也可以方便地利用 GCC 编译、连接并生成可执行文件。例如，假设你有
两个源文件 main.c 和 factorial.c 两个源文件，现在要编译生成一个计算阶乘的程序。
清单 factorial.c
-----------------------
#include
#include
int factorial (int n)
{
if (n <= 1)
return 1;
else
return factorial (n - 1) * n;
}
-----------------------
-----------------------
清单 main.c
-----------------------
#include
#include
int factorial (int n);
int main (int argc, char **argv)
{
int n;
if (argc < 2) {
printf ("Usage: %s n\n", argv [0]);
return -1;
}
else {
n = atoi (argv[1]);
printf ("Factorial of %d is %d.\n", n, factorial (n));
}
return 0;
}
-----------------------
利用如下的命令可编译生成可执行文件，并执行程序：
$ gcc -o factorial main.c factorial.c
$ ./factorial 5
Factorial of 5 is 120.
GCC 可同时用来编译 C 程序和 C++ 程序。一般来说，C 编译器通过源文件的后缀名来判断是 C 程序还是 C+
+ 程序。在 Linux 中，C 源文件的后缀名为 .c，而 C++ 源文件的后缀名为 .C 或 .cpp。
但是，gcc 命令只能编译 C++ 源文件，而不能自动和 C++ 程序使用的库连接。因此，通常使用 g++ 命令来完
完成 C++ 程序的编译和连接，该程序会自动调用 gcc 实现编译。
假设我们有一个如下的 C++ 源文件（hello.C）：
#include
void main (void)
{
cout << "Hello, world!" << endl;
}
则可以如下调用 g++ 命令编译、连接并生成可执行文件：
$ g++ -o hello hello.C
$ ./hello
Hello, world!
**********************gcc/egcs 的主要选项*********
gcc 命令的常用选项
选项 解释
-ansi 只支持 ANSI 标准的 C 语法。这一选项将禁止 GNU C 的某些特色，
例如 asm 或 typeof 关键词。
-c 只编译并生成目标文件。
-DMACRO 以字符串“1”定义 MACRO 宏。
-DMACRO=DEFN 以字符串“DEFN”定义 MACRO 宏。
-E 只运行 C 预编译器。
-g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
-IDIRECTORY 指定额外的头文件搜索路径DIRECTORY。
-LDIRECTORY 指定额外的函数库搜索路径DIRECTORY。
-lLIBRARY 连接时搜索指定的函数库LIBRARY。
-m486 针对 486 进行代码优化。
-o FILE 生成指定的输出文件。用在生成可执行文件时。
-O0 不进行优化处理。
-O 或 -O1 优化生成代码。
-O2 进一步优化。
-O3 比 -O2 更进一步优化，包括 inline 函数。
-shared 生成共享目标文件。通常用在建立共享库时。
-static 禁止使用共享连接。
-UMACRO 取消对 MACRO 宏的定义。
-w 不生成任何警告信息。
-Wall 生成所有警告信息。
＃＃＃＃＃＃＃SCO UNIX下面dbaxtra的调试技术＃＃＃＃＃＃＃＃＃
在sco unix下编程大多离不开C语言，即使是数据库应用也有很多是与c搭配使用的，例如informix esql/c 就可以在c语言中嵌入sql 语句。很多人认为在unix下写程序是件很痛苦的事情，其中一个很重要原因是不知道在unix下怎样调试程序。其实在sco unix源码调试器是dbxtra或dbXtra，linux下是gdb。它们类似turbo c的调试器,可以跟踪源码变量。在unix 下调试程序有如下传统方法
---- 一、在要调试语句之前，输出要调试的变量，利用printf()函数。
---- 二、写日志文件，把结果输出到文件中避免屏幕混乱，利用fprintf()函数。
---- 三、利用sco 内置调试器dbxtra或dbXtra。
---- dbxtra 适用字符界面，在sco unix的图形界面用dbXtra。(编按：请注意大小写)
以下是dbxtra基本命令：
c cont 在断点后继续执行
d delete 删除所设断点
h help 帮助
e edit 编辑源程序
n next 源程序区的内容向下翻一屏。
p print 显示变量
q quit 退出dbxtra
r run 运行程序，直到遇上设置的断点
rr rerun 再次运行
s step 单步运行
st stop 设置断点
j status 显示当前断点
t where 显示当前状态，列出所有设置的变量值
di display 开显示窗，用于查看变量
ud undisplay 删除显示窗的条目
f forward 源程序区的内容向上 翻一屏。
B backward 源程序区的内容向下 翻一屏。
Stopi stop inst 设置断点
tracei trace inst跟踪子程序
dbxtra [options] [objectfile ]
---- dbxtra 在启动时有个参数-Idir值得一提.我们在编写一个较大程序的时候，通常源程序和编译生成的可执行文件都放在不同的目录中，这样便于管理。默认dbxtra将在可执行文件所在的目录下找匹配c的源程序。当我们启动时，指定-I参数，dbxtra就会到我们指定的目录下找匹配的c程序。 例如：
---- dbxtra -I"\work\c" program1
---- 源程序在用cc编译时要带上-g 参数，这样是加上符号表等调试信息。只有这样编译过的文件，dbxtra才可以调试。调试信息使源代码和机器码关联。
---- 下面这个C程序输出结果和我们的预想结果不一样，说明某些地方有错误。我们用调试器来调试它：
---- 程序一:
t.c
main()
{ int i=10 ,*p1;
float j=1.5,*p2;
p1=&
p2=&
p2=p1;
printf("%d,%d\n",*p1,*p2);
}
首先带上-g参数编译 cc -g -o t t.c
启动调试器 dbxtra t
屏幕显示：
1.main()
2.{ int i=10 ,*p1;
3. float j=1.5,*p2;
4. p1=&
5. p2=&
6. p2=p1;
7. printf("%d,%d\n",*p1,*p2);
8.}
C[browse] File:t.c Func.-
Readubg symbolic information
Type 'help' for help
(dbxtra)
(dbxtra)
设置断点：
(dbxtra）stop at 5
运行：
(dbxtra) run
程序自动在第5行停下。
这时我们可以看变量的值。
(dbxtra) print *p1
单步执行。
(dbxtra) step
程序将执行第5行源码，指针将移到第6行。
(dbxtra) print *p2
(dbxtra） step
程序执行了第6行源码后，将指针移到第7行。
(dbxtra） print *p1 , *p2
---- 我们发现 在执行了第6行源码后，*p1,*p2的值就不对了，所以问题就出在第6行上。仔细检查后发现指针p1指向整型，指针p2指向实型。它们之间的赋值要进行强制类型转换。这种错误在C程序中是很常见的。
---- 有时我们在调试一些程序时，要在整个程序运行中时刻监视莫些变量的值，例如程序一中我们要时刻了解*p1,*p2的值，除了在每一行程序执行完后，打print *p1,*p2外，还可以开一个显示窗口。
---- (dbxtra）display *p1,*p2
---- 用undisplay 删掉不想要的变量。
---- 有些程序运行时要带参数，mycat /etc/passwd 在调试时候
---- (dbxtra) run '/etc/passwd'
---- 再运行时，无需再写一遍参数。
---- (dbxtra） rerun
---- 在涉及到curses库编程或屏幕有大量的人机界面时，为了调试方便，我们可以把程序输出结果重定向到个虚屏。
---- (dbxtra） run >/dev/tty03
---- 当然要先把tty03 disable 掉。（disable tty03）
＃＃＃＃＃＃＃创建和使用静态库＃＃＃＃＃＃＃＃＃
详细的使用情况，请大家man手册，这里只介绍一下。静态库相对的比较简单。
创建一个静态库是相当简单的。通常使用 ar 程序把一些目标文件（.o）组合在一起，
成为一个单独的库，然后运行 ranlib，以给库加入一些索引信息。
＃＃＃＃＃＃＃＃创建和使用共享库＃＃＃＃＃＃＃＃＃
特殊的编译和连接选项
-D_REENTRANT 使得预处理器符号 _REENTRANT 被定义，这个符号激活一些宏特性。
-fPIC 选项产生位置独立的代码。由于库是在运行的时候被调入，因此这个
选项是必需的，因为在编译的时候，装入内存的地址还不知道。如果
不使用这个选项，库文件可能不会正确运行。
-shared 选项告诉编译器产生共享库代码。
-Wl,-soname -Wl 告诉编译器将后面的参数传递到连接器。而 -soname 指定了
共享库的 soname。
＃ 可以把库文件拷贝到 /etc/ld.so.conf 中列举出的任何目录中，并以
root 身份运行 ldconfig；或者
＃ 运行 export LD_LIBRARY_PATH='pwd'，它把当前路径加到库搜索路径中去。
＃＃＃＃＃＃＃使用高级共享库特性＃＃＃＃＃＃＃＃＃
1. ldd 工具
ldd 用来显示执行文件需要哪些共享库, 共享库装载管理器在哪里找到了需要的共享库.
2. soname
共享库的一个非常重要的，也是非常难的概念是 soname——简写共享目标名（short for shared object name）。这是一个为共享库（.so）文件而内嵌在控制数据中的名字。如前面提到的，每一个程序都有一个需要使用的库的清单。这个清单的内容是一系列库的 soname，如同 ldd 显示的那样，共享库装载器必须找到这个清单。
soname 的关键功能是它提供了兼容性的标准。当要升级系统中的一个库时，并且新库的 soname 和老的库的 soname 一样，用旧库连接生成的程序，使用新的库依然能正常运行。这个特性使得在 Linux 下，升级使用共享库的程序和定位错误变得十分容易。
在 Linux 中，应用程序通过使用 soname，来指定所希望库的版本。库作者也可以通过保留或者改变 soname 来声明，哪些版本是相互兼容的，这使得程序员摆脱了共享库版本冲突问题的困扰。
查看/usr/local/lib 目录，分析 MiniGUI 的共享库文件之间的关系
3. 共享库装载器
当程序被调用的时候，Linux 共享库装载器（也被称为动态连接器）也自动被调用。它的作用是保证程序所需要的所有适当版本的库都被调入内存。共享库装载器名字是 ld.so 或者是 ld-linux.so，这取决于 Linux libc 的版本，它必须使用一点外部交互，才能完成自己的工作。然而它接受在环境变量和配置文件中的配置信息。
文件 /etc/ld.so.conf 定义了标准系统库的路径。共享库装载器把它作为搜索路径。为了改变这个设置，必须以 root 身份运行 ldconfig 工具。这将更新 /etc/ls.so.cache 文件，这个文件其实是装载器内部使用的文件之一。
可以使用许多环境变量控制共享库装载器的操作（表1-4+）。
表 1-4+ 共享库装载器环境变量
变量 含义
LD_AOUT_LIBRARY_PATH 除了不使用 a.out 二进制格式外，与 LD_LIBRARY_PATH 相同。
LD_AOUT_PRELOAD 除了不使用 a.out 二进制格式外，与 LD_PRELOAD 相同。
LD_KEEPDIR 只适用于 a.out 库；忽略由它们指定的目录。
LD_LIBRARY_PATH 将其他目录加入库搜索路径。它的内容应该是由冒号
分隔的目录列表，与可执行文件的 PATH 变量具有相同的格式。
如果调用设置用户 ID 或者进程 ID 的程序，该变量被忽略。
LD_NOWARN 只适用于 a.out 库；当改变版本号是，发出警告信息。
LD_PRELOAD 首先装入用户定义的库，使得它们有机会覆盖或者重新定义标准库。
使用空格分开多个入口。对于设置用户 ID 或者进程 ID 的程序，
只有被标记过的库才被首先装入。在 /etc/ld.so.perload 中指定
了全局版本号，该文件不遵守这个限制。
4. 使用 dlopen
另外一个强大的库函数是 dlopen()。该函数将打开一个新库，并把它装入内存。该函数主要用来加载库中的符号，这些符号在编译的时候是不知道的。比如 Apache Web 服务器利用这个函数在运行过程中加载模块，这为它提供了额外的能力。一个配置文件控制了加载模块的过程。这种机制使得在系统中添加或者删除一个模块时，都不需要重新编译了。
可以在自己的程序中使用 dlopen()。dlopen() 在 dlfcn.h 中定义，并在 dl 库中实现。它需要两个参数：一个文件名和一个标志。文件名可以是我们学习过的库中的 soname。标志指明是否立刻计算库的依赖性。如果设置为 RTLD_NOW 的话，则立刻计算；如果设置的是 RTLD_LAZY，则在需要的时候才计算。另外，可以指定 RTLD_GLOBAL，它使得那些在以后才加载的库可以获得其中的符号。
当库被装入后，可以把 dlopen() 返回的句柄作为给 dlsym() 的第一个参数，以获得符号在库中的地址。使用这个地址，就可以获得库中特定函数的指针，并且调用装载库中的相应函数。
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.
( -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ld(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
了解了以上知识,我们可以采用以下三种方法来共享动态链接库注:均须在超级用户状态下操作,以我的动态链接库libmy.so共享过程为例)
(1)拷贝动态链接库到系统共享目录下,或在系统共享目录下为该动态链接库建立个连接(硬连接或符号连接均可,常用符号连接).这里说的系统共享目录,指的是LINUX动态链接库存放的目录,它包含/lib,/usr/lib以及/etc/ld.so.conf文件内所列的一系列目录.
# cp libmy.so /lib
# ldconfig
#
或:
# ln -s `pwd`/libmy.so /lib
# ldconfig
#
(2)将动态链接库所在目录名追加到动态链接库配置文件/etc/ld.so.conf中.
# pwd >> /etc/ld.so.conf
# ldconfig
#
(3)利用动态链接库管理命令ldconfig,强制其搜索指定目录,并更新缓存文件,便于动态装入.
# ldconfig `pwd`
#
需要说明的是,这种操作方法虽然有效,但效果是暂时的,供程序测试还可以,一旦再度运行ldconfig,则缓存文件内容可能改变,所需的动态链接库可能不被系统共享了.与之相比较,前两种方法是可靠的方法,值得业已定型的动态链接库共享时采用.前两种方法还有一个特点,即最后一条命令都是ldconfig,也即均需要更新一下缓存文件,以确保动态链接库的共享生效.
四、含有动态函数的程序的编译
4.1 防止编译因未指定动态链接库而出错
当一个程序使用动态函数时,编译该程序时就必须指定含所用动态函数的动态链接库,否则编译将会出错退出.如本文示例程序ady.c的编译(未明确引用动态链接库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: 因为ady.c所含的动态函数getdate,gettime不在系统函数库中,所以连接时出错.
4.2 编译时引用动态链接库的几种方式
(1)当所用的动态链接库在系统目录(/lib,/usr/lib)下时,可用编译选项-l来引用.即:
# cc -lmy -o ady ady.c
#
注:编译时用-l选项引用动态链接库时,库名须使用其缩写形式.本例的my,表示引用libmy.so库.若引用光标库libncurses.so,须用-lncurses.注意,-l选项与参数之间不能有空格,否则会出错.
(2)当所用的动态链接库在系统目录(/lib,/usr/lib)以外的目录时,须用编译选项-L来指定动态链接库所在的目录(供编译器查找用),同时用-l选项指定缩写的动态链接库名.即:
# cc -L/usr/zzz/lib -lmy -o ady ady.c
#
(3)直接引用所需的动态链接库.即:
# cc -o ady ady.c libmy.so
#
或
# cc -o ady ady.c /lib/libmy.so
#
等等.其中,动态链接库的库名可以采用相对路径形式(文件名不以/开头),也可采用绝对路径形式(文件名以/开头).
五、动态链接程序的运行与检查
5.1 运行
编译连接好含动态函数的程序后,就可以运行它了.动态链接程序因为共享了系统中的动态链接库,所以其空间占用很小.但这并不意味功能的减少,它的执行与静态连接的程序执行,效果完全相同.在命令提示符下键入程序名及相关参数后回车即可,如下例:
$ ady
动态链接库高级应用示范
当前日期: 2002-03-11
当前时间: 19:39:06
$
5.2 检查
检查什么?检查动态链接程序究竟需要哪些共享库,系统中是否已有这些库,没有的话,用户好想办法把这些库装上.
怎么检查呢?这里,告诉你一个实用程序--ldd,这个程序就是专门用来检查动态链接程序依赖哪些共享库的.
ldd命令行用法如下:
ldd [--version] [-v|--verbose] [-d|--data-relocs] [-r|--function-relocs] [--help] FILE...
各选项说明如下:
(1) --version : 此选项用于打印出ldd的版本号.
(2) -v 或 --verbose : 此选项指示ldd输出关于所依赖的动态链接库的尽可能详细的信息.
(3) -d 或 --data-relocs : 此选项执行重定位,并且显示不存在的函数.
(4) -r 或 --function-relocs : 此选项执行数据对象与函数的重定位,同时报告不存在的对象.
(5) --help : 此选项用于打印出ldd的帮助信息.
注: 上述选项中,常用-v(或--verbose)选项.
ldd的命令行参数为FILE...,即一个或多个文件名(动态链接程序或动态链接库).
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,为动态链接程序所需的动态链接库的名字,而=>后面的,则是运行时系统实际调用的动态链接库的名字,所需的动态链接库在系统中不存在时,=>后面将显示"not found",括号所括的数字为虚拟的执行地址.本例列出ady所需的三个动态链接库,其中libmy.so为自己新建的动态链接库,而libc.so.6与/lib/ld-linux.so.2均为系统的动态链接库,前一个为基本C库,后一个动态装入库(用于动态链接库的装入及运行).
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选项以显示尽可能多的信息,所以例中除列出ady所需要的动态链接库外,还列出了程序所需动态链接库版本方面的信息.
小结: 在LINUX动态链接库的高级应用中,关键有两点,一是如何让动态链接库为LINUX系统所共享,二是编译连接程序时如何做.让动态链接库为系统所共享,主要是用ldconfig管理命令,维护好系统共享库的缓存文件/etc/ld.so.cache.编译连接时如何做?注意连接上所用的动态链接库就可以了.LINUX动态链接库的高级应用,用一用就明白:其实,就是这么简单!
创建共享库和链接可执行文件类似：首先把源代码编译成目标文件， 然后把目标文件链接起来．目标文件需要创建成 位置无关码（position-independent code） （PIC），概念上就是在可执行程序装载它们的时候， 它们可以放在可执行程序的内存里的任何地方， （用于可执行文件的目标文件通常不是用这个方式编译的．） 链接动态库的命令包含特殊标志，与链接可执行文件的命令是有区别的． --- 至少理论上如此．在一些系统里的现实更恶心．
在下面的例子里，我们假设你的源程序代码在 foo.c 文件里并且将创建成名字叫 foo.so的共享库．中介的对象文件将叫做 foo.o，除非我们另外注明．一个共享库可以 包含多个对象文件，不过我们在这里只用一个．
BSD/OS
创建 PIC 的编译器标志是 -fpic．创建共享库的链接器标志是 -shared．
gcc -fpic -c foo.c
ld -shared -o foo.so foo.o
上面方法适用于版本 4.0 的 BSD/OS．
FreeBSD
创建 PIC 的编译器标志是 -fpic．创建共享库的链接器标志是 -shared．
gcc -fpic -c foo.c
gcc -shared -o foo.so foo.o
上面方法适用于版本 3.0 的 FreeBSD.
HP-UX
创建 PIC 的系统编译器标志是 +z．如果使用 GCC 则是 -fpic． 创建共享库的链接器标志是 -b．因此
cc +z -c foo.c
或
gcc -fpic -c foo.c
然后
ld -b -o foo.sl foo.o
HP-UX 使用 .sl 做共享库扩展，和其它大部分系统不同．
IRIX
PIC 是缺省，不需要使用特殊的编译器选项． 生成共享库的链接器选项是 -shared.
cc -c foo.c
ld -shared -o foo.so foo.o
Linux
创建 PIC 的编译器标志是 -fpic．在一些平台上的一些环境下， 如果 -fpic 不能用那么必须使用-fPIC． 参考 GCC 的手册获取更多信息． 创建共享库的编译器标志是 -shared．一个完整的例子看起来象：
cc -fpic -c foo.c
cc -shared -o foo.so foo.o
NetBSD
创建 PIC 的编译器标志是 -fpic．对于 ELF 系统， 带 -shared 标志的编译命令用于链接共享库． 在老的非 ELF 系统里，使用ld -Bshareable．
gcc -fpic -c foo.c
gcc -shared -o foo.so foo.o
OpenBSD
创建 PIC 的编译器标志是 -fpic. ld -Bshareable 用于链接共享库．
gcc -fpic -c foo.c
ld -Bshareable -o foo.so foo.o
Solaris
创建 PIC 的编译器命令是用 Sun 编译器时为 -KPIC 而用 GCC 时为 -fpic．链接共享库时两个编译器都可以用 -G 或者用 GCC 时还可以是 -shared．
cc -KPIC -c foo.c
cc -G -o foo.so foo.o
或
gcc -fpic -c foo.c
gcc -G -o foo.so foo.o
Tru64 UNIX
PIC 是缺省，因此编译命令就是平常的那个． 带特殊选项的 ld 用于链接：
cc -c foo.c
ld -shared -expect_unresolved '*' -o foo.so foo.o
用 GCC 代替系统编译器时的过程是一样的；不需要特殊的选项．
UnixWare
SCO 编译器创建 PIC 的标志是-KPIC GCC 是 -fpic． 链接共享库时 SCO 编译器用 -G 而 GCC 用-shared．
cc -K PIC -c foo.c
cc -G -o foo.so foo.o
or
gcc -fpic -c foo.c
gcc -shared -o foo.so foo.o
技巧: 如果你想把你的扩展模块打包，用在更广的发布中，那么你应该考虑使用 GNU Libtool 制作共享库．它把平台之间的区别封装成 了一个通用的并且非常强大的接口．严肃的包还要求考虑有关库版本， 符号解析方法和一些其他的问题．
生成的共享库文件然后就可以装载到 PostgreSQL里面去了．在给 CREATE FUNCTION 命令声明文件名的时候，我们必须声明 共享库文件的名字而不是中间目标文件的名字．请注意你可以在 CREATE FUNCTION 命令上忽略 系统标准的共享库扩展 (通常是.so或.sl)， 并且出于最佳的兼容性考虑也应该忽略．
