linux高階程式設計day02 筆記 (轉)
阿新 • • 發佈：2018-12-27
brk/sbrk
維護一個位置。 brk/sbrk改變這個位置。
brk改變絕對位置
sbrk改變相對位置
昨天的補充：
永遠記住：C的基本型別就那幾種。
所有全新型別都是使用typedef重新定義的。
型別重定義的好處：
1. 維護方便
2. 便於移植（每個系統中都用同一個名，不用修改）
3. 容易理解
一、 對映虛擬記憶體
沒有任何額外維護資料的記憶體分配 mmap/munmap
1. 函式說明：
void *mmap(
void *start, //指定對映的虛擬地址，如果為0，則由系統指定開始位置size_t length,//指定對映空間的大小。 pagesize的倍數int prot, //對映的許可權 PROT_NONE PROT_READ PROT_WRITE PROT_WRITE PROT_EXEC
關於對映的方式flags：
記憶體對映：又叫匿名對映，最後兩個引數無效
檔案對映：對映到某個檔案
只有檔案對映，最後兩個引數才有效
MAP_ANONYMOUS:記憶體對映
MAP_SHAREDMAP_PRIVATE：二選一，檔案對映
2. 案例：
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
int
NULL,
getpagesize(),
PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_ANONYMOUS|MAP_SHARED,
0,
0);
*P = 20;
*(p+1) = 30;
*(p+2) = 40;
printf("%d\n", p[2]); //打印出40munmap(p, 4096);
} 3. 總結：
選擇什麼樣的記憶體管理方法？
STL
new
malloc小而多的資料
brk/sbrk同類型的大塊資料，動態移動指標
mmap/munmap 控制記憶體的訪問/使用檔案對映/控制記憶體共享
二、程式設計工具與動態庫
1. gcc
2. make
3. gdb
4. 其他工具
5. 動態庫（共享庫）
1. gcc
-o 輸出檔名
-O-O1-O2-O3//編譯優化
-g-g1-g2-g3//產生除錯資訊
-Wallerror//-Wall 顯示所有警告-Werror 將警告當成錯誤提示
-w//關閉所有警告
-c//只編譯不連線，產生 .o檔案（目標檔案）
-E//預編譯
-S//彙編。 產生 .s檔案（彙編檔案）
編譯4過程是 -E(產生.i) -c(產生.o) -S(產生.s) 自動呼叫聯結器
-D//在命令列定義巨集 （巨集可以在程式碼中定義，也可以在命令列上定義）
-x//指定編譯的語言型別 C, C++, .S(彙編)， none（自動判定）
-std=c89 使用標準C89
-std=c99 使用標準C99
三、 靜態庫的編譯
1. 編譯過程 （*.a） a是achieve的縮寫
1.1 編譯成目標檔案
-static 可選
gcc -c -static 程式碼檔案.c //生產可用於歸檔的目的碼:程式碼檔案.0
1.2 歸檔成靜態庫
ar工具 （常用-r -t選項）
ar -r 靜態庫 被歸檔的檔名(上一步程式碼檔案.o)
ar -r add.a add.o
nm工具（檢視庫中所蘊含的函式列表）
nm 靜態庫或動態庫或目標檔案或執行檔案
1.3 使用靜態庫
gcc 程式碼檔案 靜態庫
小例子：
使用靜態庫完成如下程式
輸入一個菱形半徑，列印菱形
輸入整型封裝成IOTool
菱形列印封裝成Graphic
計劃：
1. 實現輸入
2. 實現菱形
3. 編譯靜態庫
4. 呼叫靜態庫
//iotool.c#include <stdio.h>
int inputInt(const char *info)
{
int r; //返回值printf("%s:", info);
scanf("%d", &r);
return r;
}//graphic.c#include <stdio.h>
void diamond(int r)
{
int x, y;
for(y=0; y<=2*r; y++)
{
for(x=0; x<=2*r; x++)
{
if(y == x+r || y == x-r ||y == -x+r || y == -x+3*r)
{
printf("*");
}
else
{
printf(" ");
}
}
printf("\n");
}
}
編譯： gcc -c -static iotool.c
gcc -c -static graphic.c
ar -r demo1.a iotool.o graphic.o
ar -t demo1.a //相當於nm demo1.a
//main.cmain()
{
int r = inputInt("輸入菱形半徑：");
diamond(r);
}
編譯: gcc main.c demo1.a -o main
執行：./main
把靜態庫作為程式碼的一部分來編譯
總結：
1. 什麼是庫？
函式等程式碼封裝的二進位制已經編譯的歸檔檔案
2. ar歸檔工具
3. 採用庫的方式管理程式碼優點：
容易組織程式碼
複用
保護程式碼版權
4. 靜態庫的“靜態”的含義：
編譯好的程式執行的時候不依賴庫
庫作為程式的一部分編譯連線
5. 靜態庫的本質
就是目標檔案的集合（歸檔）
6. -static可選
2. 庫的規範與約定
庫命名規則：
lib庫名.a.主版本號.副版本號.批號
一般就寫“lib庫名.a”就行了。
ar -r libdemo2.a iotool.o graphic.o
庫的使用規則
-l庫名
-L庫所在的目錄
gcc main.c -o main -l demo2 -L.
四、 動態庫的編譯
1. 什麼是動態庫（共享庫）
動態庫是可以執行的，靜態庫不能執行
但動態庫沒有main，不能獨立執行
動態庫不會連線成程式的一部分
程式執行時，必須需要動態庫檔案
2. 工具
ldd檢視程式需要呼叫的動態庫 ，ldd只能檢視可執行檔案（共享庫檔案或elf檔案）
nm （檢視庫中的函式符號）
3. 動態庫的編譯
3.1編譯
-c -f pic(可選) (-f 指定檔案格式 pic 位置無關程式碼)
3.2 連線
-shared
編譯：gcc -c -fpic iotool.c
gcc -c -fpic graphic.c
(非標準)gcc -shared -odemo3.so iotool.o graphic.o
(標準)gcc -shared -olibdemo4.so iotool.o graphic.o
4. 使用動態庫
gcc 程式碼檔名 動態庫檔名
gcc 程式碼檔名 -l庫名 -L動態庫所在的路徑
gcc main.c -ldemo4 -L. -o main
標準命名規則：
lib庫名.so
lib庫名.a
問題：
4.1 執行程式怎麼載入動態庫？
4.2 動態庫沒有作為執行程式的一部分，為什麼連線需要制定動態庫及目錄？
因為聯結器需要確認函式在動態庫中的位置
動態庫的載入：
1. 找到動態庫
2. 載入動態庫到記憶體（系統實現）
3. 對映到使用者的記憶體空間（系統實現）
動態庫查詢規則：
/lib
/user/lib
LD_LIBRARY_PATH環境變數指定的路徑中找
設定當前路徑為環境變數：（自己定義的庫最好設定好目錄，或者放到上述公共目錄）
export LD_LIBRARY_PATH=.:~:..:~Walle
緩衝機制：
系統把lib:/user/lib:LD_LIBRARY_PATH裡的檔案載入到緩衝
/sbin/ldconfig -v 重新整理緩衝so中的搜尋庫的路徑
小練習：
輸入兩個數，計算兩個數的和。
要求：輸入與計算兩個數的和封裝成動態庫呼叫
五、 使用libdl.so庫
動態庫載入原理
動態庫中函式的查詢已經封裝成哭libdl.so
libdl.so裡面有4個函式：
dlopen//開啟一個動態庫
dlsym//在開啟的動態庫裡找一個函式
dlclose//關閉動態庫
dlerror//返回錯誤
//dldemo.c#include <dlfcn.h>
main()
{
void *handle = dlopen("./libdemo4.so", RTLD_LAZY);
void (*fun)(int) = dlsym(handle, "diamond");
fun(5);
dlclose(handle);
} gcc dldemo.c -o main -ldl
ldd main
./main
總結：
1. 編譯連線動態庫
2. 使用動態庫
3. 怎麼配置讓程式呼叫動態庫
4. 掌握某些工具的使用 nm ldd lddconfig objdump strit(去掉多餘的資訊)
六、 工具make的使用與makefile指令碼
背景：
make編譯指令碼解釋
編譯指令碼makefile
make -f 指令碼檔案 目標
指令碼檔案：
1. 文字檔案 （例如 demo.mk）
2. 基本構成語法
基本單位目標target
目標名：依賴目標
\t目標指令
\t目標指令
//demo.mk
demo:iotool.c graphic.c main.c
gcc iotool.c -c
gcc graphic.c -c
gcc iotool.o graphic.o -shared -o libdemo.so
gcc main.c -ldemo -L. -o main
make -f demo.mk demo 會生產main可執行檔案
維護一個位置。 brk/sbrk改變這個位置。
brk改變絕對位置
sbrk改變相對位置
昨天的補充：
永遠記住：C的基本型別就那幾種。
所有全新型別都是使用typedef重新定義的。
型別重定義的好處：
1. 維護方便
2. 便於移植（每個系統中都用同一個名，不用修改）
3. 容易理解
一、 對映虛擬記憶體
沒有任何額外維護資料的記憶體分配 mmap/munmap
1. 函式說明：
void *mmap(
void *start, //指定對映的虛擬地址，如果為0，則由系統指定開始位置size_t length,//指定對映空間的大小。 pagesize的倍數int prot, //對映的許可權 PROT_NONE PROT_READ PROT_WRITE PROT_WRITE PROT_EXEC
關於對映的方式flags：
記憶體對映：又叫匿名對映，最後兩個引數無效
檔案對映：對映到某個檔案
只有檔案對映，最後兩個引數才有效
MAP_ANONYMOUS:記憶體對映
MAP_SHAREDMAP_PRIVATE：二選一，檔案對映
2. 案例：
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
int
NULL,
getpagesize(),
PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_ANONYMOUS|MAP_SHARED,
0,
0);
*P = 20;
*(p+1) = 30;
*(p+2) = 40;
printf("%d\n", p[2]); //打印出40munmap(p, 4096);
} 3. 總結：
選擇什麼樣的記憶體管理方法？
STL
new
malloc小而多的資料
brk/sbrk同類型的大塊資料，動態移動指標
mmap/munmap 控制記憶體的訪問/使用檔案對映/控制記憶體共享
二、程式設計工具與動態庫
1. gcc
2. make
3. gdb
4. 其他工具
5. 動態庫（共享庫）
1. gcc
-o 輸出檔名
-O-O1-O2-O3//編譯優化
-g-g1-g2-g3//產生除錯資訊
-Wallerror//-Wall 顯示所有警告-Werror 將警告當成錯誤提示
-w//關閉所有警告
-c//只編譯不連線，產生 .o檔案（目標檔案）
-E//預編譯
-S//彙編。 產生 .s檔案（彙編檔案）
編譯4過程是 -E(產生.i) -c(產生.o) -S(產生.s) 自動呼叫聯結器
-D//在命令列定義巨集 （巨集可以在程式碼中定義，也可以在命令列上定義）
-x//指定編譯的語言型別 C, C++, .S(彙編)， none（自動判定）
-std=c89 使用標準C89
-std=c99 使用標準C99
三、 靜態庫的編譯
1. 編譯過程 （*.a） a是achieve的縮寫
1.1 編譯成目標檔案
-static 可選
gcc -c -static 程式碼檔案.c //生產可用於歸檔的目的碼:程式碼檔案.0
1.2 歸檔成靜態庫
ar工具 （常用-r -t選項）
ar -r 靜態庫 被歸檔的檔名(上一步程式碼檔案.o)
ar -r add.a add.o
nm工具（檢視庫中所蘊含的函式列表）
nm 靜態庫或動態庫或目標檔案或執行檔案
1.3 使用靜態庫
gcc 程式碼檔案 靜態庫
小例子：
使用靜態庫完成如下程式
輸入一個菱形半徑，列印菱形
輸入整型封裝成IOTool
菱形列印封裝成Graphic
計劃：
1. 實現輸入
2. 實現菱形
3. 編譯靜態庫
4. 呼叫靜態庫
//iotool.c#include <stdio.h>
int inputInt(const char *info)
{
int r; //返回值printf("%s:", info);
scanf("%d", &r);
return r;
}//graphic.c#include <stdio.h>
void diamond(int r)
{
int x, y;
for(y=0; y<=2*r; y++)
{
for(x=0; x<=2*r; x++)
{
if(y == x+r || y == x-r ||y == -x+r || y == -x+3*r)
{
printf("*");
}
else
{
printf(" ");
}
}
printf("\n");
}
}
編譯： gcc -c -static iotool.c
gcc -c -static graphic.c
ar -r demo1.a iotool.o graphic.o
ar -t demo1.a //相當於nm demo1.a
//main.cmain()
{
int r = inputInt("輸入菱形半徑：");
diamond(r);
}
編譯: gcc main.c demo1.a -o main
執行：./main
把靜態庫作為程式碼的一部分來編譯
總結：
1. 什麼是庫？
函式等程式碼封裝的二進位制已經編譯的歸檔檔案
2. ar歸檔工具
3. 採用庫的方式管理程式碼優點：
容易組織程式碼
複用
保護程式碼版權
4. 靜態庫的“靜態”的含義：
編譯好的程式執行的時候不依賴庫
庫作為程式的一部分編譯連線
5. 靜態庫的本質
就是目標檔案的集合（歸檔）
6. -static可選
2. 庫的規範與約定
庫命名規則：
lib庫名.a.主版本號.副版本號.批號
一般就寫“lib庫名.a”就行了。
ar -r libdemo2.a iotool.o graphic.o
庫的使用規則
-l庫名
-L庫所在的目錄
gcc main.c -o main -l demo2 -L.
四、 動態庫的編譯
1. 什麼是動態庫（共享庫）
動態庫是可以執行的，靜態庫不能執行
但動態庫沒有main，不能獨立執行
動態庫不會連線成程式的一部分
程式執行時，必須需要動態庫檔案
2. 工具
ldd檢視程式需要呼叫的動態庫 ，ldd只能檢視可執行檔案（共享庫檔案或elf檔案）
nm （檢視庫中的函式符號）
3. 動態庫的編譯
3.1編譯
-c -f pic(可選) (-f 指定檔案格式 pic 位置無關程式碼)
3.2 連線
-shared
編譯：gcc -c -fpic iotool.c
gcc -c -fpic graphic.c
(非標準)gcc -shared -odemo3.so iotool.o graphic.o
(標準)gcc -shared -olibdemo4.so iotool.o graphic.o
4. 使用動態庫
gcc 程式碼檔名 動態庫檔名
gcc 程式碼檔名 -l庫名 -L動態庫所在的路徑
gcc main.c -ldemo4 -L. -o main
標準命名規則：
lib庫名.so
lib庫名.a
問題：
4.1 執行程式怎麼載入動態庫？
4.2 動態庫沒有作為執行程式的一部分，為什麼連線需要制定動態庫及目錄？
因為聯結器需要確認函式在動態庫中的位置
動態庫的載入：
1. 找到動態庫
2. 載入動態庫到記憶體（系統實現）
3. 對映到使用者的記憶體空間（系統實現）
動態庫查詢規則：
/lib
/user/lib
LD_LIBRARY_PATH環境變數指定的路徑中找
設定當前路徑為環境變數：（自己定義的庫最好設定好目錄，或者放到上述公共目錄）
export LD_LIBRARY_PATH=.:~:..:~Walle
緩衝機制：
系統把lib:/user/lib:LD_LIBRARY_PATH裡的檔案載入到緩衝
/sbin/ldconfig -v 重新整理緩衝so中的搜尋庫的路徑
小練習：
輸入兩個數，計算兩個數的和。
要求：輸入與計算兩個數的和封裝成動態庫呼叫
五、 使用libdl.so庫
動態庫載入原理
動態庫中函式的查詢已經封裝成哭libdl.so
libdl.so裡面有4個函式：
dlopen//開啟一個動態庫
dlsym//在開啟的動態庫裡找一個函式
dlclose//關閉動態庫
dlerror//返回錯誤
//dldemo.c#include <dlfcn.h>
main()
{
void *handle = dlopen("./libdemo4.so", RTLD_LAZY);
void (*fun)(int) = dlsym(handle, "diamond");
fun(5);
dlclose(handle);
} gcc dldemo.c -o main -ldl
ldd main
./main
總結：
1. 編譯連線動態庫
2. 使用動態庫
3. 怎麼配置讓程式呼叫動態庫
4. 掌握某些工具的使用 nm ldd lddconfig objdump strit(去掉多餘的資訊)
六、 工具make的使用與makefile指令碼
背景：
make編譯指令碼解釋
編譯指令碼makefile
make -f 指令碼檔案 目標
指令碼檔案：
1. 文字檔案 （例如 demo.mk）
2. 基本構成語法
基本單位目標target
目標名：依賴目標
\t目標指令
\t目標指令
//demo.mk
demo:iotool.c graphic.c main.c
gcc iotool.c -c
gcc graphic.c -c
gcc iotool.o graphic.o -shared -o libdemo.so
gcc main.c -ldemo -L. -o main
make -f demo.mk demo 會生產main可執行檔案