LINUX动态链接库的创建与使用
生活随笔
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LINUX动态链接库的创建与使用
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| 大家都知道，在 WINDOWS系統中有很多的動態鏈接庫(以.DLL為后綴的文件，DLL即Dynamic Link Library)。這種動態鏈接庫，和靜態函數庫不同，它里面的函數并不是執行程序本身的一部分，而是根據執行程序需要按需裝入，同時其執行代碼可在多個 執行程序間共享，節省了空間，提高了效率，具備很高的靈活性，得到越來越多程序員和用戶的青睞。那么，在LINUX系統中有無這樣的函數庫呢？ 答案是肯定的，LINUX的動態鏈接庫不僅有，而且為數不少。在/lib目錄下，就有許多以.so作后綴的文件，這就是LINUX系統應用的動態鏈接庫， 只不過與WINDOWS叫法不同，它叫so，即Shared Object，共享對象。(在LINUX下，靜態函數庫是以.a作后綴的) X-WINDOW作為LINUX下的標準圖形窗口界面，它本身就采用了很多的動態鏈接庫(在/usr/X11R6/lib目錄下)，以方便程序間的共享， 節省占用空間。著名的APACHE網頁服務器，也采用了動態鏈接庫，以便擴充程序功能。你只需將PHP動態鏈接庫拷到其共享目錄，修改一下配置， APACHE就可以支持PHP網頁了。如果你愿意，可以自己編寫動態鏈接庫，讓APACHE支持你自己定義的網頁格式。這就是動態鏈接的好處。 |
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| 1、LINUX下動態鏈接庫的創建 |
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| 在LINUX系統下，創建動態鏈接庫是件再簡單不過的事情。只要在編譯函數庫源程序時加上-shared選項即可，這樣所生成的執行程序即為動態鏈接庫。從某種意義上來說，動態鏈接庫也是一種執行程序。按一般規則，程序名應帶.so后綴。下面舉個例子說說。 |
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| 我準備編寫兩個函數，一個用于查詢當前日期getdate，一個用于查詢當前時間gettime，并將這兩個函數存于動態鏈接庫my.so中。為此，需要做以下幾項工作。 |
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| 1.1 編寫用戶接口文件datetime.h，內容如下(每行前面的數字為行號)： |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| ?????? 1 /* datetime.h : 縱橫軟件制作中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. */ |
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| ?????? 2 |
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| ?????? 3 #ifndef __DATETIME_H |
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| ?????? 4 |
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| ?????? 5 #define __DATETIME_H |
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| ?????? 6 |
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| ?????? 7 /* 日期結構 */ |
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| ?????? 8 typedef struct |
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| ?????? 9 { |
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| ????? 10 int??? year; |
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| ????? 11 int??? mon; |
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| ????? 12 int??? day; |
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| ????? 13 }DATETYPE; |
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| ????? 14 |
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| ????? 15 /* 時間結構 */ |
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| ????? 16 typedef struct |
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| ????? 17 { |
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| ????? 18 char?? hour; |
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| ????? 19 char?? min; |
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| ????? 20 char?? sec; |
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| ????? 21 }TIMETYPE; |
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| ????? 22 |
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| ????? 23 /* 函數原型說明 */ |
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| ????? 24 |
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| ????? 25 #ifdef? SHARED |
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| ????? 26 int???? (*getdate)(DATETYPE *d); |
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| ????? 27 #else |
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| ????? 28 int???? getdate(DATETYPE *d); |
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| ????? 29 #endif |
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| ????? 30 |
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| ????? 31 #ifdef? SHARED |
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| ????? 32 int???? (*gettime)(TIMETYPE *t); |
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| ????? 33 #else |
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| ????? 34 int???? gettime(TIMETYPE *t); |
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| ????? 35 #endif |
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| ????? 36 |
?
| ????? 37 #endif |
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| ????? 38 |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| 這個用戶接口文件中，先定義了日期與時間結構，接著定義一下函數的原型。動態函數與靜態函數的原型說明不同的是，動態函數應使用(*函數名)的形式，以便引用其指針。若要引用文件中的動態函數說明，用戶應該定義一下SHARED宏，這樣才能使用。 |
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| ????? 1.2 編寫getdate.c，源程序如下： |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| ?????? 1 /* getdate.c : 縱橫軟件制作中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. */ |
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| ?????? 2 |
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| ?????? 3 #include??????? "time.h" |
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| ?????? 4 #include??????? "datetime.h" |
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| ?????? 5 |
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| ?????? 6 int getdate(DATETYPE *d) |
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| ?????? 7 { |
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| ?????? 8 long?????????? ti; |
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| ?????? 9 struct tm????? *tm; |
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| ????? 10 |
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| ????? 11 time(&ti); |
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| ????? 12 tm=localtime(&ti); |
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| ????? 13 d->year=tm->tm_year+1900; |
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| ????? 14 d->mon=tm->tm_mon+1; |
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| ????? 15 d->day=tm->tm_mday; |
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| ????? 16 } |
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| ????? 17 |
?
| ---------------------------------------------------------------------- |
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| 在getdate函數中，先調用time取得以秒計的系統時間，再用localtime函數轉換一下時間結構，最后調整得到正確的日期。 |
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| ????? 1.3 編寫gettime.c，源程序如下： |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| ?????? 1 /* gettime.c : 縱橫軟件制作中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. */ |
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| ?????? 2 |
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| ?????? 3 #include??????? "time.h" |
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| ?????? 4 #include??????? "datetime.h" |
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| ?????? 5 |
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| ?????? 6 int gettime(TIMETYPE *t) |
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| ?????? 7 { |
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| ?????? 8 long?????????? ti; |
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| ?????? 9 struct tm????? *tm; |
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| ????? 10 |
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| ????? 11 time(&ti); |
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| ????? 12 tm=localtime(&ti); |
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| ????? 13 t->hour=tm->tm_hour; |
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| ????? 14 t->min=tm->tm_min; |
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| ????? 15 t->sec=tm->tm_sec; |
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| ????? 16 } |
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| ????? 17 |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| ????? gettime函數與getdate函數相仿，先用time函數取得以秒計的系統時間，再用localtime函數轉換一下時間結構，最后返回當前的時間(不需調整)。 |
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| ????? 1.4 編寫維護文件makefile-lib，內容如下： |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| ?????? 1 # makefile-lib : 縱橫軟件制作中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. |
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| ?????? 2 |
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| ?????? 3 all : my.so |
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| ?????? 4 |
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| ?????? 5 SRC = getdate.c gettime.c |
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| ?????? 6 |
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| ?????? 7 TGT = $(SRC:.c=.o) |
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| ?????? 8 |
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| ?????? 9 $(SRC) : datetime.h |
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| ????? 10???????? @touch $@ |
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| ????? 11 |
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| ????? 12 %.o : %.c |
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| ????? 13???????? cc -c $? |
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| ????? 14 |
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| ????? 15 # 動態函數庫(my.so)生成 |
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| ????? 16 my.so : $(TGT) |
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| ????? 17???????? cc -shared -o $@ $(TGT) |
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| ????? 18 |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| 編寫維護文件的目的，在于方便程序員維護程序，尤其是維護比較大的工程項目。一個素質良好的程序員應該學會熟練地編寫維護文件makefile。定義了文 件間的依賴關系后，一旦源文件發生變化，僅需make一下，其目標文件維護代碼會自動執行，從而自動更新目標文件，減少了許多工作量。注意: 每行維護代碼必須以TAB(跳格鍵)開始，不是的話make時將出錯。 |
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| 本維護文件第1行是注釋行，以#號開頭；文件第3行定義所有需要維護的函數庫；第5行定義相關源程序文件；第7行定義目標文件；第9-10行說明所有源程 序依賴于datetime.h頭文件，并有相應維護代碼，即touch一下，更新一下源文件的時間；第12-13行定義.o文件依賴于相應的.c文件，并 指定了維護代碼，即用cc編譯一下；第16-17行定義共享庫my.so依賴的目標文件，維護代碼中用-shared編譯選項，以生成動態鏈接庫 my.so。 |
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| ????? 1.5 運行make -f makefile-lib 命令 |
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| make運行后，動態鏈接庫my.so就產生了，我們就可以在程序中調用了。如果想讓系統所有用戶都可以使用，則應以root用戶登錄系統，將這個庫拷貝 到/lib目錄下(命令：cp my.so /lib)，或者在/lib目錄下建個符號連接即可(命令：ln -s `pwd`/my.so /lib)。 |
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| 2、LINUX下動態鏈接庫的使用 |
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| ???? 2.1 重要的dlfcn.h頭文件 |
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| ????? LINUX下使用動態鏈接庫，源程序需要包含dlfcn.h頭文件，此文件定義了調用動態鏈接庫的函數的原型。下面詳細說明一下這些函數。 |
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| ????? 2.1.1 dlerror |
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| 原型為: const char *dlerror(void); |
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| 當動態鏈接庫操作函數執行失敗時，dlerror可以返回出錯信息，返回值為NULL時表示操作函數執行成功。 |
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| ????? 2.1.2 dlopen |
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| 原型為: void *dlopen (const char *filename, int flag); |
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| ????? dlopen用于打開指定名字(filename)的動態鏈接庫，并返回操作句柄。 |
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| ????? filename: 如果名字不以/開頭，則非絕對路徑名，將按下列先后順序查找該文件。 |
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| ????? (1) 用戶環境變量中的LD_LIBRARY值； |
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| ????? (2) 動態鏈接緩沖文件/etc/ld.so.cache |
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| ????? (3) 目錄/lib，/usr/lib |
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| ????? flag表示在什么時候解決未定義的符號(調用)。取值有兩個: |
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| ????? 1) RTLD_LAZY : 表明在動態鏈接庫的函數代碼執行時解決。 |
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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。 |
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| ????? dlopen調用失敗時，將返回NULL值，否則返回的是操作句柄。 |
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| ????? 2.1.3 dlsym : 取函數執行地址 |
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| 原型為: void *dlsym(void *handle, char *symbol); |
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| ????? dlsym根據動態鏈接庫操作句柄(handle)與符號(symbol)，返回符號對應的函數的執行代碼地址。由此地址，可以帶參數執行相應的函數。 |
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| 如程序代碼: void (*add)(int x,int y);? /* 說明一下要調用的動態函數add */ |
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| ????????????????? add=dlsym("xxx.so","add"); /* 打開xxx.so共享庫,取add函數地址 */ |
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| ????????????????? add(89,369);?????????????? /* 帶兩個參數89和369調用add函數 */ |
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| ????? 2.1.4 dlclose : 關閉動態鏈接庫 |
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| 原型為: int dlclose (void *handle); |
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| ????? dlclose用于關閉指定句柄的動態鏈接庫，只有當此動態鏈接庫的使用計數為0時,才會真正被系統卸載。 |
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| ????? 2.2 在程序中使用動態鏈接庫函數 |
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| ????? 2.2.1 程序范例 |
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| 下面的程序裝載了動態鏈接庫my.so，并用getdate,gettime取得當前日期與時間后輸出。 |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| ?????? 1 /************************************/ |
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| ?????? 2 /* 文件名稱: dy.c?????????????????? */ |
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| ?????? 3 /* 功能描述: 動態鏈接庫應用示范程序 */ |
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| ?????? 4 /* 程序編寫: 縱橫軟件制作中心雨亦奇 */ |
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| ?????? 5 /* 編寫時間: 2001-06-28???????????? */ |
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| ?????? 6 /************************************/ |
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| ?????? 7 |
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| ?????? 8 #include "stdio.h" /* 包含標準輸入輸出文件 */ |
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| ?????? 9 |
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| ????? 10 #include "dlfcn.h" /* 包含動態鏈接功能接口文件 */ |
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| ????? 11 #define SOFILE "./my.so" /* 指定動態鏈接庫名稱 */ |
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| ????? 12 |
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| ????? 13 #define SHARED /* 定義宏,確認共享,以便引用動態函數 */ |
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| ????? 14 #include "datetime.h" /* 包含用戶接口文件 */ |
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| ????? 15 |
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| ????? 16 main() |
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| ????? 17 { |
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| ????? 18 DATETYPE d; |
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| ????? 19 TIMETYPE t; |
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| ????? 20 void *dp; |
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| ????? 21 char *error; |
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| ????? 22 |
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| ????? 23 puts("動態鏈接庫應用示范"); |
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| ????? 24 |
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| ????? 25 dp=dlopen(SOFILE,RTLD_LAZY); /* 打開動態鏈接庫 */ |
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| ????? 26 |
?
| ????? 27 if (dp==NULL) /* 若打開失敗則退出 */ |
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| ????? 28 { |
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| ????? 29?? fputs(dlerror(),stderr); |
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| ????? 30?? exit(1); |
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| ????? 31 } |
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| ????? 32 |
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| ????? 33 getdate=dlsym(dp,"getdate"); /* 定位取日期函數 */ |
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| ????? 34 |
?
| ????? 35 error=dlerror(); /* 檢測錯誤 */ |
?
| ????? 36 if (error) /* 若出錯則退出 */ |
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| ????? 37 { |
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| ????? 38?? fputs(error,stderr); |
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| ????? 39?? exit(1); |
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| ????? 40 } |
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| ????? 41 |
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| ????? 42 getdate(&d); /* 調用此共享函數 */ |
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| ????? 43 printf("當前日期: %04d-%02d-%02d/n",d.year,d.mon,d.day); |
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| ????? 44 |
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| ????? 45 gettime=dlsym(dp,"gettime"); /* 定位取時間函數 */ |
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| ????? 46 |
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| ????? 47 error=dlerror(); /* 檢測錯誤 */ |
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| ????? 48 if (error) /* 若出錯則退出 */ |
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| ????? 49 { |
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| ????? 50?? fputs(error,stderr); |
?
| ????? 51?? exit(1); |
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| ????? 52 } |
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| ????? 53 |
?
| ????? 54 gettime(&t); /* 調用此共享函數 */ |
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| ????? 55 printf("當前時間: %02d:%02d:%02d/n",t.hour,t.min,t.sec); |
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| ????? 56 |
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| ????? 57 dlclose(dp); /* 關閉共享庫 */ |
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| ????? 58 |
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| ????? 59 exit(0); /* 成功返回 */ |
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| ????? 60 |
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| ????? 61 } |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| 程序說明: |
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| 第8行: 包含標準輸入輸出頭文件,因為程序中使用了printf,puts,fputs等標準輸入輸出函數,需要讓編譯器根據頭文件中函數的原型,檢查一下語法; |
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| 第10-11行: 包含動態鏈接庫功能頭文件,并定義動態鏈接庫名稱; |
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| 第13-14行: 定義宏SHARED以便引用14行的頭文件datetime.h中的動態函數說明; |
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| 第25行: 用dlopen打開SOFILE共享庫,返回句柄dp; |
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| 第27-31行: 檢測dp是否為空,為空則顯示錯誤后退出; |
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| 第33行: 用dlsym取得getdate函數動態地址; |
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| 第35-40行: 如果dlerror返回值不為空,則dlsym執行出錯,程序顯示錯誤后退出; |
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| 第42-43行: 執行getdate調用,輸出當前日期; |
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| 第45行: 用dlsym取得gettime函數動態地址; |
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| 第47-52行: 如果dlerror返回值不為空,則dlsym執行出錯,程序顯示錯誤后退出; |
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| 第54-55行: 執行gettime調用,輸出當前時間; |
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| 第57行: 用dlclose關閉dp所指示的動態鏈接庫; |
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| 第59行: 程序退出,返回0值。 |
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| ????? 2.2.2 編寫維護文件 |
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| 維護文件makefile內容如下: |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| ?????? 1 # makefile : 縱橫軟件制作中心雨亦奇編寫, 2001-06-28. |
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| ?????? 2 |
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| ?????? 3 all : dy |
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| ?????? 4 |
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| ?????? 5 DYSRC = dy.c |
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| ?????? 6 |
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| ?????? 7 DYTGT = $(DYSRC:.c=.o) |
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| ?????? 8 |
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| ?????? 9 %.o : %.c |
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| ????? 10 cc -c $? |
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| ????? 11 |
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| ????? 12 # 動態庫應用示范程序 |
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| ????? 13 dy : $(DYTGT) |
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| ????? 14 cc -rdynamic -s -o $@ $(DYTGT) -ldl |
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| ????? 15 |
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| ? ---------------------------------------------------------------------- |
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| 維護文件說明: |
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| 第3行: 定義所有需要維護的模塊; |
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| 第5行: 定義源程序; |
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| 第7行: 定義目標文件; |
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| 第9-10行: 定義.o文件依賴于.c文件,維護代碼為“cc -c 變動的源文件名”; |
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| 第13-14行: 定義dy依賴于變量DYTGT指示的值,維護代碼中采用-rdynamic選項以指定輸出文件為動態鏈接的方式，選項-s指定刪除目標文件中的符號表,最后的選項-ldl則指示裝配程序ld需要裝載dl函數庫。 |
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| ????? 2.2.3 運行make命令 |
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| 運行make后將產生執行文件dy，運行后將產生如下類似信息： |
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| 動態鏈接庫應用示范 |
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| 當前日期: 2001-06-28 |
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| 當前時間: 10:06:21 |
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| 當刪除my.so文件時,將出現以下信息: |
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| 動態鏈接庫應用示范 |
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| ????? my.so: cannot open shared object file: 文件或目錄不存在 |
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| 3、小結 |
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| ???? LINUX創建與使用動態鏈接庫并不是一件難事。 |
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| 編譯函數源程序時選用-shared選項即可創建動態鏈接庫，注意應以.so后綴命名，最好放到公用庫目錄(如/lib,/usr/lib等)下面，并要寫好用戶接口文件，以便其它用戶共享。 |
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| 使用動態鏈接庫，源程序中要包含dlfcn.h頭文件，寫程序時注意dlopen等函數的正確調用，編譯時要采用-rdynamic選項與-ldl選項，以產生可調用動態鏈接庫的執行代碼。 |
原文地址：LINUX系統中動態鏈接庫的創建與使用
總結
以上是生活随笔為你收集整理的LINUX动态链接库的创建与使用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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