diff --git a/published/20220531 How dynamic linking for modular libraries works on Linux.md b/published/20220531 How dynamic linking for modular libraries works on Linux.md new file mode 100644 index 0000000000..a3fab8faa0 --- /dev/null +++ b/published/20220531 How dynamic linking for modular libraries works on Linux.md @@ -0,0 +1,223 @@ +[#]: subject: "How dynamic linking for modular libraries works on Linux" +[#]: via: "https://opensource.com/article/22/5/dynamic-linking-modular-libraries-linux" +[#]: author: "Jayashree Huttanagoudar https://opensource.com/users/jayashree-huttanagoudar" +[#]: collector: "lkxed" +[#]: translator: "robsean" +[#]: reviewer: "wxy" +[#]: publisher: "wxy" +[#]: url: "https://linux.cn/article-14813-1.html" + +如何在 Linux 上动态链接模块库 +====== + +![](https://img.linux.net.cn/data/attachment/album/202207/10/182540caie7ldrefflffah.jpg) + +> 学习如何用动态链接库将多个 C 目标文件结合到一个单个的可执行文件之中。 + +当使用 C 编程语言编写一个应用程序时，你的代码通常有多个源文件代码。 + +最终，这些文件必须被编译到一个单个的可执行文件之中。你可以通过创建静态或动态库（后者也被称为 共享shared 库）来实现这一点。这两种类型的库在创建和链接的方式上有所不同。两者都有缺点和优点，这取决于你的使用情况。 + +动态链接是最常见的方法，尤其是在 Linux 系统上。动态链接会保持库模块化，因此，很多应用程序可以共享一个库。应用程序的模块化也允许单独更新其依赖的共享库。 + +在这篇文章中，我将演示动态链接是如何工作的。在后期的文章中，我将演示静态链接。 + +### 链接器 + +链接器linker是一个命令，它将一个程序的数个部分结合在一起，并为它们重新组织内存分配。 + +链接器的功能包括： + +* 整合一个程序的所有的部分 +* 计算出一个新的内存组织结构，以便所有的部分组合在一起 +* 恢复内存地址，以便程序可以在新的内存组织结构下运行 +* 解析符号引用 + +链接器通过这些功能，创建了一个名为可执行文件executable的可以运行的程序。在你创建一个动态链接的可执行文件前，你需要一些用来链接的库，和一个用来编译的应用程序。准备好你 [最喜欢的文本编辑器][2] 并继续。 + +### 创建目标文件 + +首先，创建带有这些函数签名的头文件 `mymath.h` ： + +``` +int add(int a, int b); +int sub(int a, int b); +int mult(int a, int b); +int divi(int a, int b); +``` + +使用这些函数定义来创建 `add.c` 、`sub.c` 、`mult.c` 和 `divi.c` 文件。我将把所有的代码都放置到一个代码块中，请将其分为四个文件，如注释所示： + +``` +// add.c +int add(int a, int b){ +return (a+b); +} + +//sub.c +int sub(int a, int b){ +return (a-b); +} + +//mult.c +int mult(int a, int b){ +return (a*b); +} + +//divi.c +int divi(int a, int b){ +return (a/b); +} +``` + +现在，使用 GCC 来创建目标文件 `add.o`、`sub.o`、`mult.o` 和 `divi.o` ： + +（LCTT 校注：关于“目标文件object file”，有时候也被称作“对象文件”，对此，存在一些译法混乱情形，称之为“目标文件”的译法比较流行，本文采用此译法。） + +``` +$ gcc -c add.c sub.c mult.c divi.c +``` + +`-c` 选项跳过链接步骤，并且只创建目标文件。 + +### 创建一个共享的目标文件 + +在最终的可执行文件的执行过程中将链接动态库。在最终的可执行文件中仅放置动态库的名称。实际上的链接过程发生在运行时，在此期间，可执行文件和库都被放置到了主内存中。 + +除了可共享外，动态库的另外一个优点是它减少了最终的可执行文件的大小。在一个应用程序最终的可执行文件生成时，其使用的库只包括该库的名称，而不是该库的一个多余的副本。 + +你可以从你现有的示例代码中创建动态库： + +``` +$ gcc -Wall -fPIC -c add.c sub.c mult.c divi.c +``` + +选项 `-fPIC` 告诉 GCC 来生成位置无关的代码position-independent code（PIC）。`-Wall` 选项不是必需的，并且与代码的编译方式是无关的。不过，它却是一个有价值的选项，因为它会启用编译器警告，这在排除故障时是很有帮助的。 + +使用 GCC ，创建共享库 `libmymath.so` ： + +``` +$ gcc -shared -o libmymath.so add.o sub.o mult.o divi.o +``` + +现在，你已经创建了一个简单的示例数学库 `libmymath.so` ，你可以在 C 代码中使用它。当然，也有非常复杂的 C 库，这就是他们这些开发者来生成最终产品的工艺流程，你和我可以安装这些库并在 C 代码中使用。 + +接下来，你可以在一些自定义代码中使用你的新数学库，然后链接它。 + +### 创建一个动态链接的可执行文件 + +假设你已经为数学运算编写了一个命令。创建一个名称为 `mathDemo.c` 的文件，并将这些代码复制粘贴至其中： + +``` +#include +#include +#include + +int main() +{ + int x, y; + printf("Enter two numbers\n"); + scanf("%d%d",&x,&y); + + printf("\n%d + %d = %d", x, y, add(x, y)); + printf("\n%d - %d = %d", x, y, sub(x, y)); + printf("\n%d * %d = %d", x, y, mult(x, y)); + + if(y==0){ + printf("\nDenominator is zero so can't perform division\n"); + exit(0); + }else{ + printf("\n%d / %d = %d\n", x, y, divi(x, y)); + return 0; + } +} +``` + +注意：第一行是一个 `include` 语句，通过名称来引用你自己的 `libmymath` 库。要使用一个共享库，你必须已经安装了它，如果你没有安装你将要使用的库，那么当你的可执行文件在运行并搜索其包含的库时，将找不到该共享库。如果你需要在不安装库到已知目录的情况下编译代码，这里有 [一些方法可以覆盖默认设置][3]。不过，对于一般使用来说，我们希望库存在于已知的位置，因此，这就是我在这里演示的东西。 + +复制文件 `libmymath.so` 到一个标准的系统目录，例如：`/usr/lib64`， 然后运行 `ldconfig` 。`ldconfig` 命令创建所需的链接，并缓存到标准库目录中发现的最新共享库。 + +``` +$ sudo cp libmymath.so /usr/lib64/ +$ sudo ldconfig +``` + +### 编译应用程序 + +从你的应用程序源文件代码（`mathDemo.c`）中创建一个名称为 `mathDemo.o` 的目标文件： + +``` +$ gcc -I . -c mathDemo.c +``` + +`-I` 选项告诉 GCC 来在其后所列出的目录中搜索头文件（在这个示例中是 `mymath.h`）。在这个示例中，你指定的是当前目录，通过一个单点（`.`）来表示。创建一个可执行文件，使用 `-l` 选项来通过名称来引用你的共享数学库： + +``` +$ gcc -o mathDynamic mathDemo.o -lmymath +``` + +GCC 会找到 `libmymath.so` ，因为它存在于一个默认的系统库目录中。使用 `ldd` 来查证所使用的共享库： + +``` +$ ldd mathDemo + linux-vdso.so.1 (0x00007fffe6a30000) + libmymath.so => /usr/lib64/libmymath.so (0x00007fe4d4d33000) + libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007fe4d4b29000) + /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fe4d4d4e000) +``` + +看看 `mathDemo` 可执行文件的大小： + +``` +$ du ./mathDynamic +24 ./mathDynamic +``` + +当然，它是一个小的应用程序，它所占用的磁盘空间量也反映了这一点。相比之下，相同代码的一个静态链接版本（正如你将在我后期的文章所看到的一样）是 932K ! + +``` +$ ./mathDynamic +Enter two numbers +25 +5 + +25 + 5 = 30 +25 - 5 = 20 +25 * 5 = 125 +25 / 5 = 5 +``` + +你可以使用 `file` 命令来查证它是动态链接的： + +``` +$ file ./mathDynamic +./mathDynamic: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, +dynamically linked, +interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, +with debug_info, not stripped +``` + +成功！ + +### 动态链接 + +因为链接发生在运行时，所以，使用一个共享库会产生一个轻量型的可执行文件。因为它在运行时解析引用，所以它会花费更多的执行时间。不过，因为在日常使用的 Linux 系统上绝大多数的命令是动态链接的，并且在现代硬件上，所能节省的时间是可以忽略不计的。对开发者和用户来说，它的固有模块性是一种强大的功能。 + +在这篇文章中，我描述了如何创建动态库，并将其链接到一个最终可执行文件。在我的下一篇文章中，我将使用相同的源文件代码来创建一个静态链接的可执行文件。 + +-------------------------------------------------------------------------------- + +via: https://opensource.com/article/22/5/dynamic-linking-modular-libraries-linux + +作者：[Jayashree Huttanagoudar][a] +选题：[lkxed][b] +译者：[robsean](https://github.com/robsean) +校对：[wxy](https://github.com/wxy) + +本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出 + +[a]: https://opensource.com/users/jayashree-huttanagoudar +[b]: https://github.com/lkxed +[1]: https://opensource.com/sites/default/files/lead-images/links.png +[2]: https://opensource.com/article/21/2/open-source-text-editors +[3]: https://opensource.com/article/22/5/compile-code-ldlibrarypath diff --git a/translated/tech/20220531 How dynamic linking for modular libraries works on Linux.md b/translated/tech/20220531 How dynamic linking for modular libraries works on Linux.md deleted file mode 100644 index ba77ff4d47..0000000000 --- a/translated/tech/20220531 How dynamic linking for modular libraries works on Linux.md +++ /dev/null @@ -1,223 +0,0 @@ -[#]: subject: "How dynamic linking for modular libraries works on Linux" -[#]: via: "https://opensource.com/article/22/5/dynamic-linking-modular-libraries-linux" -[#]: author: "Jayashree Huttanagoudar https://opensource.com/users/jayashree-huttanagoudar" -[#]: collector: "lkxed" -[#]: translator: "robsean" -[#]: reviewer: " " -[#]: publisher: " " -[#]: url: " " - -如何在 Linux 上动态链接模块库 -====== -学习如何将多个 C 对象object 文件组合到一个带有动态库的单个可执行文件文件之中 - -![Links][1] - -图片作者: Paul Lewin ，由 Opensource.com 稍微修改，CC BY-SA 2.0 - -当不使用 C 编程语言编写一个应用程序时，你的代码通常有多个源文件代码。 - -归根结底，这些文件必需被编译到一个单个的可执行文件之中。你可以通过创建静态或动态库 (后者也被称为 共享shared 库) 来实现这一点。这两种类型的库在创建和链接方面有所差异。两者都有缺点和优点，这取决于你的使用实例。 - -动态链接是最常见的方法，由其是在 Linux 系统上。动态链接会保持库模块化，因此，很多应用程序可以共享一个库。应用程序的模块化也允许单独更新其依赖的共享库。 - -在这篇文章中，我将演示动态链接是如何工作的。在后期的文章中，我将演示静态链接。 - -### 链接器 - -链接器是一个命令，它将一个程序的数个部分组合到一起，并为它们重新组织存储器分配。 - -链接器的功能包括： - -* 集成一个程序的所有的部分 -* 计算组织出一个新的存储器结构，以便所有的部分组合在一起 -* 重新复活存储器地址，以便程序可以在新的存储器组织下运行 -* 解析符号引用 - -作为这些链接器功能的结果，创建了一个名称为可执行文件的一个可运行程序。在你创建一个动态链接的可执行文件前，你需要一些将被链接 *到* 的库，和一个应用程序来编译。准备好你 [最喜欢的文本编辑器][2] 并继续。 - -### 创建 对象object 文件 - -首先，创建带有这些函数识别标志的头文件 `mymath.h` ： - -``` -int add(int a, int b); -int sub(int a, int b); -int mult(int a, int b); -int divi(int a, int b); -``` - -使用这些函数定义来创建 `add.c` 、`sub.c` 、`mult.c` 和 `divi.c` 文件。我将把所有的代码都放置到一个代码块中，因此将其分为四个文件，如注释所示： - -``` -// add.c -int add(int a, int b){ -return (a+b); -} - -//sub.c -int sub(int a, int b){ -return (a-b); -} - -//mult.c -int mult(int a, int b){ -return (a*b); -} - -//divi.c -int divi(int a, int b){ -return (a/b); -} -``` - -现在，使用 GCC 来创建对象文件 `add.o`、`sub.o`、`mult.o` 和 `divi.o` ： - -``` -$ gcc -c add.c sub.c mult.c divi.c -``` - -`-c` 选项跳过链接步骤，并且只创建对象文件。 - -### 创建一个共享的对象文件 - -在最终可执行文件的执行过程中将链接动态库。在最终可执行文件中仅放置动态库的名称。实际上的链接过程发生在运行时，在此期间，可执行文件和库都被放置到了主存储器之中。 - -除了可共享外，动态库的另外一个优点是它减少最终可执行文件的大小。在一个应用程序的最终可执行文件生成时，其使用的库只包括该库的名称，而不再包含该库的一个多余的副本。 - -你可以从你现有的示例代码中创建动态库： - -``` -$ gcc -Wall -fPIC -c add.c sub.c mult.c divi.c -``` - -选项 `-fPIC` 告诉 GCC 来生成位置独立代码 (PIC) 。`-Wall` 选项不是必需的，并且与代码的编译方式是无关的。不过，它却是有价值的选项，因为它会启用编译器警告，这在解决难题时是很有帮助的。 - -使用 GCC ，创建共享库 `libmymath.so` ： - -``` -$ gcc -shared -o libmymath.so \ -add.o sub.o mult.o divi.o -``` - -现在，你已经创建了一个简单的示例数学库 `libmymath.so` ，你可以在 C 代码中使用它。当然，这里有非常复杂的 C 库，这就是他们这些开发者来生成最终产品的工艺流程，你和我可以安装这些库并在 C 代码中使用。 - -接下来，你可以在一些自定义代码中使用你的新的数学库，然后链接它。 - -### 创建一个动态链接的可执行文件 - -假设你已经为数学运算编写了一个命令。创建一个名称为 `mathDemo.c` 的文件，并将这些代码复制粘贴至其中： - -``` -#include -#include -#include - -int main() -{ - int x, y; - printf("Enter two numbers\n"); - scanf("%d%d",&x,&y); - - printf("\n%d + %d = %d", x, y, add(x, y)); - printf("\n%d - %d = %d", x, y, sub(x, y)); - printf("\n%d * %d = %d", x, y, mult(x, y)); - - if(y==0){ - printf("\nDenominator is zero so can't perform division\n"); - exit(0); - }else{ - printf("\n%d / %d = %d\n", x, y, divi(x, y)); - return 0; - } -} -``` - -注意：第一行是一个 `include` 语句，通过名称来引用你自己的 `libmymath` 库。为使用一个共享库，你必须已经安装了它，如果你没有安装你将要使用的库，那么当你的可执行文件在运行和搜索其包含的库时，它将不能找到共享库。在已知目录中未安装所需库的情况下，你需要能够编译代码，这里有 [一些方法来重写默认的设置][3]。不过，对于一般使用来说，库存在于已知位置是可以预期的，因此，这就是我在这里演示的东西。 - -复制文件 `libmymath.so` 到一个标准的系统目录，例如：`/usr/lib64`， 然后运行 `ldconfig` 。`ldconfig` 命令会在标准库目录中创建所需要的链接，并将其缓存到可找到的最近的共享库。 - -``` -$ sudo cp libmymath.so /usr/lib64/ -$ sudo ldconfig -``` - -### 编译应用程序 - -从你的应用程序源文件代码 (`mathDemo.c`) 中创建一个名称为 `mathDemo.o` 的对象文件： - -``` -$ gcc -I . -c mathDemo.c -``` - -`-I` 选项告诉 GCC 来在其后所列出的目录中搜索头文件 (在这个实例中是 `mymath.h` )。在这个实例中，你正在具体指定当前目录，通过一个单个点 (`.` ) 来表示。创建一个可执行文件，使用 `-l` 选项来通过名称来引用到你的共享数学库： - -``` -$ gcc -o mathDynamic mathDemo.o -lmymath -``` - -GCC 会找到 `libmymath.so` ，因为它存在于一个默认的系统库目录中。使用 `ldd` 来查证所使用的共享库： - -``` -$ ldd mathDemo - linux-vdso.so.1 (0x00007fffe6a30000) - libmymath.so => /usr/lib64/libmymath.so (0x00007fe4d4d33000) - libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007fe4d4b29000) - /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fe4d4d4e000) -``` - -看看 `mathDemo` 可执行文件的大小： - -``` -$ du ./mathDynamic -24 ./mathDynamic -``` - -当然，它是一个小的应用程序，它所占用的磁盘空间量也反映了这一点。相比之下，相同代码的一个静态链接版本 (正如你将在我后期的文章所看到的一样) 是 932K ! - -``` -$ ./mathDynamic -Enter two numbers -25 -5 - -25 + 5 = 30 -25 - 5 = 20 -25 * 5 = 125 -25 / 5 = 5 -``` - -你可以使用 `file` 命令来查证它是动态链接的： - -``` -$ file ./mathDynamic -./mathDynamic: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, -dynamically linked, -interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, -with debug_info, not stripped -``` - -成功！ - -### 动态链接 - -因为链接发生在运行时，所以，使用一个共享库会导致产生一个轻量型的可执行文件。因为它在运行时解析引用，所以它会花费更多的执行时间。不过，因为 在日常使用的 Linux 系统上绝大多数的命令是动态链接的，并且在现代硬件上，所以和使用静态编译程序所能节省的时间相比是可以忽略的。对开发者和用户来说，它的固有模块性是一种强大的特色功能。 - -在这篇文章中，我描述了如何创建动态库并将其链接到一个最终可执行文件。在我的下一篇文章中，我将使用相同的源文件代码来创建一个静态链接的可执行文件。 - --------------------------------------------------------------------------------- - -via: https://opensource.com/article/22/5/dynamic-linking-modular-libraries-linux - -作者：[Jayashree Huttanagoudar][a] -选题：[lkxed][b] -译者：[robsean](https://github.com/robsean) -校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID) - -本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出 - -[a]: https://opensource.com/users/jayashree-huttanagoudar -[b]: https://github.com/lkxed -[1]: https://opensource.com/sites/default/files/lead-images/links.png -[2]: https://opensource.com/article/21/2/open-source-text-editors -[3]: https://opensource.com/article/22/5/compile-code-ldlibrarypath