Linux動態連結庫的建立與使用
的檔案，DLL即Dynamic Link Library)。這種動態連結庫，和靜態函式庫不
同，它裡面的函式並不是執行程式本身的一部分，而是根據執行程式需要
按需裝入，同時其執行程式碼可在多個執行程式間共享，節省了空間，提高
了效率，具備很高的靈活性，得到越來越多程式設計師和使用者的青睞。那麼，
在LINUX系統中有無這樣的函式庫呢？
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答案是肯定的，LINUX的動態連結庫不僅有，而且為數不少。在/lib目錄下 ，就有許多以.so作字尾的檔案，這就是LINUX系統應用的動態連結庫，只 不過與WINDOWS叫法不同，它叫so，即Shared Object，共享物件。(在 LINUX下，靜態函式庫是以.a作字尾的) X-WINDOW作為LINUX下的標準圖 形視窗介面，它本身就採用了很多的動態連結庫(在/usr/X11R6/lib目錄下)， 以方便程式間的共享，節省佔用空間。著名的APACHE網頁伺服器，也採 用了動態連結庫，以便擴充程式功能。你只需將PHP動態連結庫拷到其共 享目錄，修改一下配置，APACHE就可以支援PHP網頁了。如果你願意， 可以自己編寫動態連結庫，讓APACHE支援你自己定義的網頁格式。這就 是動態連結的好處。 |
| 1、LINUX下動態連結庫的建立 |
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在LINUX系統下，建立動態連結庫是件再簡單不過的事情。只要在編譯 函式庫源程式時加上-shared選項即可，這樣所生成的執行程式即為動態鏈 接庫。從某種意義上來說，動態連結庫也是一種執行程式。按一般規則， 程式名應帶.so字尾。下面舉個例子說說。 |
|
我準備編寫兩個函式，一個用於查詢當前日期getdate，一個用於查詢當前 時間gettime，並將這兩個函式存於動態連結庫my.so中。為此，需要做以 下幾項工作。 |
| 1.1 編寫使用者介面檔案datetime.h，內容如下(每行前面的數字為行號)： |
| ———————————————————————- |
| 1 /* datetime.h : 縱橫軟體製作中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. */ |
| 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 /* 函式原型說明 */ |
| 24 |
| 25 #ifdef SHARED |
| 26 int (*getdate)(DATETYPE *d); |
| 27 #else |
| 28 int getdate(DATETYPE *d); |
| 29 #endif |
| 30 |
| 31 #ifdef SHARED |
| 32 int (*gettime)(TIMETYPE *t); |
| 33 #else |
| 34 int gettime(TIMETYPE *t); |
| 35 #endif |
| 36 |
| 37 #endif |
| 38 |
| ———————————————————————- |
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這個使用者介面檔案中，先定義了日期與時間結構，接著定義一下函式的原 型。動態函式與靜態函式的原型說明不同的是，動態函式應使用(*函式名)的 形式，以便引用其指標。若要引用檔案中的動態函式說明，使用者應該定義一 下SHARED巨集，這樣才能使用。 |
| 1.2 編寫getdate.c，源程式如下： |
| ———————————————————————- |
| 1 /* getdate.c : 縱橫軟體製作中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. */ |
| 2 |
| 3 ＃i nclude “time.h” |
| 4 ＃i nclude “datetime.h” |
| 5 |
| 6 int getdate(DATETYPE *d) |
| 7 { |
| 8 long ti; |
| 9 struct tm *tm; |
| 10 |
| 11 time(&ti); |
| 12 tm=localtime(&ti); |
| 13 d->year=tm->tm_year+1900; |
| 14 d->mon=tm->tm_mon+1; |
| 15 d->day=tm->tm_mday; |
| 16 } |
| 17 |
| ———————————————————————- |
|
在getdate函式中，先呼叫time取得以秒計的系統時間，再用localtime函式 轉換一下時間結構，最後調整得到正確的日期。 |
| 1.3 編寫gettime.c，源程式如下： |
| ———————————————————————- |
| 1 /* gettime.c : 縱橫軟體製作中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. */ |
| 2 |
| 3 ＃i nclude “time.h” |
| 4 ＃i nclude “datetime.h” |
| 5 |
| 6 int gettime(TIMETYPE *t) |
| 7 { |
| 8 long ti; |
| 9 struct tm *tm; |
| 10 |
| 11 time(&ti); |
| 12 tm=localtime(&ti); |
| 13 t->hour=tm->tm_hour; |
| 14 t->min=tm->tm_min; |
| 15 t->sec=tm->tm_sec; |
| 16 } |
| 17 |
| ———————————————————————- |
|
gettime函式與getdate函式相仿，先用time函式取得以秒計的系統時間，再 用localtime函式轉換一下時間結構，最後返回當前的時間(不需調整)。 |
| 1.4 編寫維護檔案makefile-lib，內容如下： |
| ———————————————————————- |
| 1 # makefile-lib : 縱橫軟體製作中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. |
| 2 |
| 3 all : my.so |
| 4 |
| 5 SRC = getdate.c gettime.c |
| 6 |
| 7 TGT = $(SRC:.c=.o) |
| 8 |
| 9 $(SRC) : datetime.h |
| 10 @touch $@ |
| 11 |
| 12 %.o : %.c |
| 13 cc -c $? |
| 14 |
| 15 # 動態函式庫(my.so)生成 |
| 16 my.so : $(TGT) |
| 17 cc -shared -o |
| 18 |
| ———————————————————————- |
|
編寫維護檔案的目的，在於方便程式設計師維護程式，尤其是維護比較大的工 程專案。一個素質良好的程式設計師應該學會熟練地編寫維護檔案makefile。定 義了檔案間的依賴關係後，一旦原始檔發生變化，僅需make一下，其目標 檔案維護程式碼會自動執行，從而自動更新目標檔案，減少了許多工作量。 注意: 每行維護程式碼必須以TAB(跳格鍵)開始，不是的話make時將出錯。 |
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本維護檔案第1行是註釋行，以#號開頭；檔案第3行定義所有需要維護的 函式庫；第5行定義相關源程式檔案；第7行定義目標檔案；第9-10行說明 所有源程式依賴於datetime.h標頭檔案，並有相應維護程式碼，即touch一下， 更新一下原始檔的時間；第12-13行定義.o檔案依賴於相應的.c檔案，並指 定了維護程式碼，即用cc編譯一下；第16-17行定義共享庫my.so依賴的目標 檔案，維護程式碼中用-shared編譯選項，以生成動態連結庫my.so。 |
| 1.5 執行make -f makefile-lib 命令 |
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make執行後，動態連結庫my.so就產生了，我們就可以在程式中呼叫了。 如果想讓系統所有使用者都可以使用，則應以root使用者登入系統，將這個庫 拷貝到/lib目錄下(命令：cp my.so /lib)，或者在/lib目錄下建個符號連線即可 (命令：ln -s `pwd`/my.so /lib)。 |
| 2、LINUX下動態連結庫的使用 |
| 2.1 重要的dlfcn.h標頭檔案 |
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LINUX下使用動態連結庫，源程式需要包含dlfcn.h標頭檔案，此檔案定義了調 用動態連結庫的函式的原型。下面詳細說明一下這些函式。 |
| 2.1.1 dlerror |
| 原型為: const char *dlerror(void); |
|
當動態連結庫操作函式執行失敗時，dlerror可以返回出錯資訊，返回值為 NULL時表示操作函式執行成功。 |
| 2.1.2 dlopen |
| 原型為: void *dlopen (const char *filename, int flag); |
| dlopen用於開啟指定名字(filename)的動態連結庫，並返回操作控制代碼。 |
|
filename: 如果名字不以/開頭，則非絕對路徑名，將按下列先後順序查詢該 檔案。 |
| (1) 使用者環境變數中的LD_LIBRARY值； |
| (2) 動態連結緩衝檔案/etc/ld.so.cache |
| (3) 目錄/lib，/usr/lib |
| flag表示在什麼時候解決未定義的符號(呼叫)。取值有兩個: |
| 1) RTLD_LAZY : 表明在動態連結庫的函式程式碼執行時解決。 |
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2) RTLD_NOW : 表明在dlopen返回前就解決所有未定義的符號，一旦未解 決，dlopen將返回錯誤。 |
| dlopen呼叫失敗時，將返回NULL值，否則返回的是操作控制代碼。 |
| 2.1.3 dlsym : 取函式執行地址 |
| 原型為: void *dlsym(void *handle, char *symbol); |
|
dlsym根據動態連結庫操作控制代碼(handle)與符號(symbol)，返回符號對應的函 數的執行程式碼地址。由此地址，可以帶引數執行相應的函式。 |
| 如程式程式碼: void (*add)(int x,int y); /* 說明一下要呼叫的動態函式add */ |
| add=dlsym(“xxx.so”,”add”); /* 開啟xxx.so共享庫,取add函式地址 */ |
| add(89,369); /* 帶兩個引數89和369呼叫add函式 */ |
| 2.1.4 dlclose : 關閉動態連結庫 |
| 原型為: int dlclose (void *handle); |
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dlclose用於關閉指定控制代碼的動態連結庫，只有當此動態連結庫的使用計數 為0時,才會真正被系統解除安裝。 |
| 2.2 在程式中使用動態連結庫函式 |
| 2.2.1 程式範例 |
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下面的程式裝載了動態連結庫my.so，並用getdate,gettime取得當前日期與 時間後輸出。 |
| ———————————————————————- |
| 1 /************************************/ |
| 2 /* 檔名稱: dy.c */ |
| 3 /* 功能描述: 動態連結庫應用示範程式 */ |
| 4 /* 程式編寫: 縱橫軟體製作中心雨亦奇 */ |
| 5 /* 編寫時間: 2001-06-28 */ |
| 6 /************************************/ |
| 7 |
| 8 ＃i nclude “stdio.h” /* 包含標準輸入輸出檔案 */ |
| 9 |
| 10 ＃i nclude “dlfcn.h” /* 包含動態連結功能介面檔案 */ |
| 11 #define SOFILE “./my.so” /* 指定動態連結庫名稱 */ |
| 12 |
| 13 #define SHARED /* 定義巨集,確認共享,以便引用動態函式 */ |
| 14 ＃i nclude “datetime.h” /* 包含使用者介面檔案 */ |
| 15 |
| 16 main() |
| 17 { |
| 18 DATETYPE d; |
| 19 TIMETYPE t; |
| 20 void *dp; |
| 21 char *error; |
| 22 |
| 23 puts(“動態連結庫應用示範”); |
| 24 |
| 25 dp=dlopen(SOFILE,RTLD_LAZY); /* 開啟動態連結庫 */ |
| 26 |
| 27 if (dp==NULL) /* 若開啟失敗則退出 */ |
| 28 { |
| 29 fputs(dlerror(),stderr); |
| 30 exit(1); |
| 31 } |
| 32 |
| 33 getdate=dlsym(dp,”getdate”); /* 定位取日期函式 */ |
| 34 |
| 35 error=dlerror(); /* 檢測錯誤 */ |
| 36 if (error) /* 若出錯則退出 */ |
| 37 { |
| 38 fputs(error,stderr); |
| 39 exit(1); |
| 40 } |
| 41 |
| 42 getdate(&d); /* 呼叫此共享函式 */ |
| 43 printf(“當前日期: %04d-%02d-%02d\n”,d.year,d.mon,d.day); |
| 44 |
| 45 gettime=dlsym(dp,”gettime”); /* 定位取時間函式 */ |
| 46 |
| 47 error=dlerror(); /* 檢測錯誤 */ |
| 48 if (error) /* 若出錯則退出 */ |
| 49 { |
| 50 fputs(error,stderr); |
| 51 exit(1); |
| 52 } |
| 53 |
| 54 gettime(&t); /* 呼叫此共享函式 */ |
| 55 printf(“當前時間: %02d:%02d:%02d\n”,t.hour,t.min,t.sec); |
| 56 |
| 57 dlclose(dp); /* 關閉共享庫 */ |
| 58 |
| 59 exit(0); /* 成功返回 */ |
| 60 |
| 61 } |
| ———————————————————————- |
| 程式說明: |
|
第8行: 包含標準輸入輸出標頭檔案,因為程式中使用了printf,puts,fputs等標準 輸入輸出函式,需要讓編譯器根據標頭檔案中函式的原型,檢查一下語法; |
| 第10-11行: 包含動態連結庫功能標頭檔案,並定義動態連結庫名稱; |
|
第13-14行: 定義巨集SHARED以便引用14行的標頭檔案datetime.h中的動態函式 說明; |
| 第25行: 用dlopen開啟SOFILE共享庫,返回控制代碼dp; |
| 第27-31行: 檢測dp是否為空,為空則顯示錯誤後退出; |
| 第33行: 用dlsym取得getdate函式動態地址; |
|
第35-40行: 如果dlerror返回值不為空,則dlsym執行出錯,程式顯示錯誤後退 出; |
| 第42-43行: 執行getdate呼叫,輸出當前日期; |
| 第45行: 用dlsym取得gettime函式動態地址; |
|
第47-52行: 如果dlerror返回值不為空,則dlsym執行出錯,程式顯示錯誤後退出; |
| 第54-55行: 執行gettime呼叫,輸出當前時間; |
| 第57行: 用dlclose關閉dp所指示的動態連結庫; |
| 第59行: 程式退出,返回0值。 |
| 2.2.2 編寫維護檔案 |
| 維護檔案makefile內容如下: |
| ———————————————————————- |
| 1 # makefile : 縱橫軟體製作中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. |
| 2 |
| 3 all : dy |
| 4 |
| 5 DYSRC = dy.c |
| 6 |
| 7 DYTGT = $(DYSRC:.c=.o) |
| 8 |
| 9 %.o : %.c |
| 10 cc -c $? |
| 11 |
| 12 # 動態庫應用示範程式 |
| 13 dy : $(DYTGT) |
| 14 cc -rdynamic -s -o |
| 15 |
| ———————————————————————- |
| 維護檔案說明: |
| 第3行: 定義所有需要維護的模組; |
| 第5行: 定義源程式; |
| 第7行: 定義目標檔案; |
| 第9-10行: 定義.o檔案依賴於.c檔案,維護程式碼為“cc -c 變動的原始檔名”; |
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第13-14行: 定義dy依賴於變數DYTGT指示的值,維護程式碼中採用-rdynamic 選項以指定輸出檔案為動態連結的方式，選項-s指定刪除目標檔案中的符號 表,最後的選項-ldl則指示裝配程式ld需要裝載dl函式庫。 |
| 2.2.3 執行make命令 |
| 執行make後將產生執行檔案dy，執行後將產生如下類似資訊： |
| 動態連結庫應用示範 |
| 當前日期: 2001-06-28 |
| 當前時間: 10:06:21 |
| 當刪除my.so檔案時,將出現以下資訊: |
| 動態連結庫應用示範 |
| my.so: cannot open shared object file: 檔案或目錄不存在 |
| 3、小結 |
| LINUX建立與使用動態連結庫並不是一件難事。 |
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編譯函式源程式時選用-shared選項即可建立動態連結庫，注意應以.so字尾 命名，最好放到公用庫目錄(如/lib,/usr/lib等)下面，並要寫好使用者介面檔案， 以便其它使用者共享。 |
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使用動態連結庫，源程式中要包含dlfcn.h標頭檔案，寫程式時注意dlopen等 函式的正確呼叫，編譯時要採用-rdynamic選項與-ldl選項，以產生可呼叫動 態連結庫的執行程式碼。 |
http://www.netyi.net/blog/user1/2398/archives/2006/14644.html