睿豐德科技 專注RFID識別技術和條碼識別技術與管理軟件的集成項目。質量追溯系統、MES系統、金蝶與條碼系統對接、用友與條碼系統對接

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。


1、LINUX下動態鏈接庫的創建
       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。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。


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)：

[cpp] view plaincopy  

1. /* datetime.h :*/  
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. /* 函數原型說明 */  
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                                                                 

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。


1.2 編寫getdate.c，源程序如下：

[cpp] view plaincopy  

1. /* getdate.c : */  
2.   
3. ＃include "time.h"  
4. ＃include "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. }  

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。


1.3 編寫gettime.c，源程序如下：

[cpp] view plaincopy  

1. /* gettime.c :  */  
2.   
3. ＃include "time.h"  
4. ＃include "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. }  

 

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)。


1.4 編寫維護文件makefile-lib，內容如下：

[plain] view plaincopy  

1. # makefile-lib : .  
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. # 動態函數庫(my.so)生成  
16. my.so : $(TGT)  
17. cc -shared -o $@ $(TGT)  

 

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。


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。


1.5 運行make -f makefile-lib 命令
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)。


2、LINUX下動態鏈接庫的使用
2.1 重要的dlfcn.h頭文件
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。


2.1.1 dlerror
原型為: const char *dlerror(void);
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。


2.1.2 dlopen
原型為: void *dlopen (const char *filename, int flag);
dlopen用于打開指定名字(filename)的動態鏈接庫，并返回操作句柄。
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。


(1) 用戶環境變量中的LD_LIBRARY值；
(2) 動態鏈接緩沖文件/etc/ld.so.cache
(3) 目錄/lib，/usr/lib
flag表示在什么時候解決未定義的符號(調用)。取值有兩個:
1) RTLD_LAZY : 表明在動態鏈接庫的函數代碼執行時解決。
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調用失敗時，將返回NULL值，否則返回的是操作句柄。
2.1.3 dlsym : 取函數執行地址
原型為: void *dlsym(void *handle, char *symbol);
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。


如程序代碼: void (*add)(int x,int y); /* 說明一下要調用的動態函數add */
add=dlsym("xxx.so","add"); /* 打開xxx.so共享庫,取add函數地址 */
add(89,369); /* 帶兩個參數89和369調用add函數 */
2.1.4 dlclose : 關閉動態鏈接庫
原型為: int dlclose (void *handle);
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。


2.2 在程序中使用動態鏈接庫函數
2.2.1 程序范例
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。

[cpp] view plaincopy  

1. #include "stdio.h" /* 包含標準輸入輸出文件 */  
2. #include "dlfcn.h" /* 包含動態鏈接功能接口文件 */  
3. #define SOFILE "./my.so" /* 指定動態鏈接庫名稱 */  
4. #define SHARED /* 定義宏,確認共享,以便引用動態函數 */  
5. #include "datetime.h" /* 包含用戶接口文件 */  
6.   
7. main()  
8. {  
9.     DATETYPE d;  
10.     TIMETYPE t;  
11.     void *dp;  
12.     char *error;  
13.   
14.     puts("動態鏈接庫應用示范");  
15.   
16.     dp=dlopen(SOFILE,RTLD_LAZY); /* 打開動態鏈接庫 */  
17.   
18.     if (dp==NULL) /* 若打開失敗則退出 */  
19.     {  
20.         fputs(dlerror(),stderr);  
21.         exit(1);  
22.     }  
23.   
24.     getdate=dlsym(dp,"getdate"); /* 定位取日期函數 */  
25.   
26.     error=dlerror(); /* 檢測錯誤 */  
27.     if (error) /* 若出錯則退出 */  
28.     {  
29.         fputs(error,stderr);  
30.         exit(1);  
31.     }  
32.   
33.     getdate(&d); /* 調用此共享函數 */  
34.     printf("當前日期: %04d-%02d-%02d\n",d.year,d.mon,d.day);  
35.   
36.     gettime=dlsym(dp,"gettime"); /* 定位取時間函數 */  
37.   
38.     error=dlerror(); /* 檢測錯誤 */  
39.     if (error) /* 若出錯則退出 */  
40.     {  
41.         fputs(error,stderr);  
42.         exit(1);  
43.     }  
44.   
45.     gettime(&t); /* 調用此共享函數 */  
46.     printf("當前時間: %02d:%02d:%02d\n",t.hour,t.min,t.sec);  
47.   
48.     dlclose(dp); /* 關閉共享庫 */  
49.   
50.     exit(0); /* 成功返回 */  
51.   
52. }  

 

程序說明:
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;
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;
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;
第25行: 用dlopen打開SOFILE共享庫,返回句柄dp;
第27-31行: 檢測dp是否為空,為空則顯示錯誤后退出;
第33行: 用dlsym取得getdate函數動態地址;
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;
第42-43行: 執行getdate調用,輸出當前日期;
第45行: 用dlsym取得gettime函數動態地址;
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;
第54-55行: 執行gettime調用,輸出當前時間;
第57行: 用dlclose關閉dp所指示的動態鏈接庫;
第59行: 程序退出,返回0值。
2.2.2 編寫維護文件
維護文件makefile內容如下:

[plain] view plaincopy  

1. # makefile : 縱橫軟件制作中心雨亦奇編寫, 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. # 動態庫應用示范程序  
13. dy : $(DYTGT)  
14.     cc -rdynamic -s -o $@ $(DYTGT) -ldl  

 

維護文件說明:
第3行: 定義所有需要維護的模塊;
第5行: 定義源程序;
第7行: 定義目標文件;
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”;
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。


2.2.3 運行make命令
運行make后將產生執行文件dy，運行后將產生如下類似信息：

動態鏈接庫應用示范
當前日期: 2001-06-28
當前時間: 10:06:21
當刪除my.so文件時,將出現以下信息:
動態鏈接庫應用示范
my.so: cannot open shared object file: 文件或目錄不存在
3、小結
LINUX創建與使用動態鏈接庫并不是一件難事。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。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。

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