linux下的静态库与动态库的区别,Gdb调试段错误,自动生成Makefile
2012-07-12 12:49
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linux下的静态库与动态库的区别
1.什么是库
在windows平台和linux平台下都大量存在着库。
本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式，可以被操作系统载入内存执行。
由于windows和linux的本质不同，因此二者库的二进制是不兼容的。
2.库的种类
linux下的库有两种：静态库和共享库（动态库）。
二者的不同点在于代码被载入的时刻不同。
静态库的代码在编译过程中已经被载入可执行程序，因此体积较大。
共享库的代码是在可执行程序运行时才载入内存的，在编译过程中仅简单的引用，因此代码体积较小。
3.库存在的意义
库是别人写好的现有的，成熟的，可以复用的代码，你可以使用但要记得遵守许可协议。
现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库，不可能每个人的代码都从零开始，因此库的存在意义非同寻常。
共享库的好处是，不同的应用程序如果调用相同的库，那么在内存里只需要有一份该共享库的实例。
4.库文件是如何产生的在linux下
静态库的后缀是.a，它的产生分两步
Step 1.由源文件编译生成一堆.o，每个.o里都包含这个编译单元的符号表
Step 2.ar命令将很多.o转换成.a，成文静态库
动态库的后缀是.so，它由gcc加特定参数编译产生。
例如:
$ gcc -fPIC -c *.c $ gcc -shared -Wl,-soname, libfoo.so.1 -o libfoo.so.1.0 *.
5.库文件是如何命名的，有没有什么规范
在linux下，库文件一般放在/usr/lib /lib下，
静态库的名字一般为libxxxx.a，其中xxxx是该lib的名称
动态库的名字一般为libxxxx.so.major.minor，xxxx是该lib的名称，major是主版本号， minor是副版本号
6.如何知道一个可执行程序依赖哪些库
ldd命令可以查看一个可执行程序依赖的共享库，
例如# ldd /bin/lnlibc.so.6
=> /lib/libc.so.6 (0×40021000)/lib/ld-linux.so.2
=> /lib/ld- linux.so.2 (0×40000000)
可以看到ln命令依赖于libc库和ld-linux库
Gdb调试段错误
1.段错误是什么
段错误是指访问的内存超出了系统给这个程序所设定的内存空间，例如访问了不存在的内存地址、访问了系统保护的内存地址、访问了只读的内存地址等等情况。
2.段错误产生的原因
访问不存在的内存地址
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
int *ptr = NULL;
*ptr = 0;
}
访问系统保护的内存地址
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
int *ptr = (int *)0;
*ptr = 100;
}
访问只读的内存地址
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void main()
{
char *ptr = "test";
strcpy(ptr, "TEST");
}
#include<stdio.h>
栈溢出
#include<stdlib.h>
void main()
{
main();
}
3.使用gcc和gdb 调试
1 dummy_function (void)
2 {
3 unsigned char *ptr = 0x00;
4 *ptr = 0x00;
5 }
6
7 int main (void)
8 {
9 dummy_function ();
10
11 return 0;
12 }
调试步骤
1、为了能够使用gdb调试程序，在编译阶段加上-g参数
gcc -g -o test test.c
2、使用gdb命令调试程序：
3、进入gdb后，运行程序：
4、完成调试后，输入q命令退出gdb：
适用场景
1、仅当能确定程序一定会发生段错误的情况下使用。
2、当程序的源码可以获得的情况下，使用-g参数编译程序。
3、一般用于测试阶段，生产环境下gdb会有副作用：使程序运行减慢，运行不够稳定，等等。
4、即使在测试阶段，如果程序过于复杂，gdb也不能处理。
自动生成Makefile
对于一个UNIX/Linux下C程序员来说，一个比较麻烦的工作就是写自己的Makefile。
可能你有如下经验：写一个简单的C程序，自己多写几行gcc命令就把程序变成可执行的了；写一个稍微复杂点的程序，源文件个数可能在30个左右，还是写一行行的gcc命令就麻烦了，你可能想到写个makefile，你可能也在这样做着；但你某一天会发现你写的这个Makefile可能不是一个所有 UNIX/Linux类操作系统下通用的Makefile，比如某人下载了你的程序去他自己电脑上可能make不了。
这样，你就有必要了解并学会运用autoconf和automake了。
autoconf是一个用于生成可以自动地配置软件源代码包以适应多种UNIX类系统的shell脚本的工具。由autoconf生成的配置脚本在运行的时候不需要用户的手工干预；通常它们甚至不需要手工给出参数以确定系统的类型。相反，它们对软件包可能需要的各种特征进行独立的测试。在每个测试之前，它们打印一个单行的消息以说明它们正在进行的检测，以使得用户不会因为等待脚本执行完毕而焦躁。因此，它们在混合系统或者从各种常见UNIX变种定制而成的系统中工作的很好。你也省了工作，没必要维护文件以储存由各个UNIX变种、各个发行版本所支持的特征的列表。
automake是一个从文件Makefile.am自动生成Makefile.in的工具。每个Makefile.am基本上是一系列make的宏定义（make规则也会偶尔出现）生成的Makefile.in，服从GNU Makefile标准。
为了生成Makefile.in，automake需要perl。但是由automake创建的发布完全服从GNU标准，并且在创建中不需要perl。
在开始使用autoconf和automake之前，首先确认你的系统安装有GNU的如下软件：
1. automake
2. autoconf
3. m4
4. perl
5. 如果你需要产生共享库（shared library）则还需要GNU Libtool
介绍方法之前大家看一下下面这个图，先记下autoconf和automake工作的几个步骤：
步骤解释如下：
1、由你的源文件通过autoscan命令生成configure.scan文件，然后修改configure.scan文件并重命名为configure.in
2、由aclocal命令生成aclocal.m4
3、由autoconf命令生成configure
4、编辑一个Makefile.am文件并由automake命令生成Makefile.in文件
5、运行configure命令生成Makefile
automake支持三种目录层次：flat、shallow和deep。
一个flat包指的是所有文件都在一个目录中的包。为这类包提供的Makefile.am不需要SUBDIRS这个宏。这类包的一个例子是termutils。对应咱们程序员来说：就是所有源文件及自己写的头文件都位于当前目录里面，且没有子目录。
一个deep包指的是所有的源代码都被储存在子目录中的包；顶层目录主要包含配置信息。GNU cpio是这类包的一个很好的例子，GNU tar也是。deep包的顶层Makefile.am将包括宏SUBDIRS，但没有其它定义需要创建的对象的宏。对应咱们程序员来说：就是所有源文件及自己写的头文件都位于当前目录的一个子目录里面，而当前目录里没有任何源文件。
一个shallow包指的是主要的源代码储存在顶层目录中，而各个部分（典型的是库）则储存在子目录中的包。automake本身就是这类包（GNU make也是如此，它现在已经不使用automake）。对应咱们程序员来说：就是主要源文件在当前目录里，而其它一些实现各部分功能的源文件各自位于不同目录。
前两个层次的程序编辑方法非常简单，按照上述步骤一步步即可。而第三种层次shallow稍微复杂一点，但这是我们经常写程序用到的结构。下面以一个例子说明shallow层次结构的源文件如何自动生成Makefile文件。
例子源程序结构如下：
hello是我们的工作目录，hello目录下有main.c源文件和comm、tools、db、network、interface等五个目录。 comm目录下有comm.c和comm.h源文件及头文件，tools目录下有tools.c和tools.h，同样其它目录分别有db.c、 db.h、network.c、network.h、interface.c、interface.h等一些源文件。
按照如下步骤来自动生成Makefile吧：
1、进入hello目录，运行autoscan命令，命令如下：
cd hello
autoscan
2、ls会发现多了一个configure.scan文件。修改此文件，在AC_INIT宏之后加入AM_INIT_AUTOMAKE(hello, 1.0)，这里hello是你的软件名称，1.0是版本号，即你的这些源程序编译将生成一个软件hello-1.0版。然后把 configure.scan文件的最后一行AC_OUTPUT宏填写完整变成AC_OUTPUT(Makefile)，表明autoconf和 automake最终将生成Makefile文件。最后把configure.scan文件改名为configure.in。最终 configure.in文件内容如下：
# -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.
AC_PREREQ(2.60)
AC_INIT(FULL-PACKAGE-NAME, VERSION, BUG-REPORT-ADDRESS)
AM_INIT_AUTOMAKE(client, 1.0)
AC_CONFIG_SRCDIR([client.c])
#AC_CONFIG_HEADER([config.h]) # 如果这行不注释掉会有问题为什么我也不知道
# Checks for programs.
AC_PROG_CC
# Checks for libraries.
# Checks for header files.
AC_CHECK_HEADERS([netdb.h netinet/in.h strings.h sys/socket.h unistd.h])
# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
AC_HEADER_TIME
# Checks for library functions.
AC_HEADER_STDC
AC_FUNC_SELECT_ARGTYPES
AC_CHECK_FUNCS([bzero gethostbyname select socket])
AC_OUTPUT(Makefile)
3、运行aclocal命令，ls会发现多了一个aclocal.m4文件。
4、然后运行autoconf命令，ls将发现生成了一个可执行的configure命令。
5、编辑一个Makefile.am文件，文件内容如下：
AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
bin_PROGRAMS=hello
hello_SOURCES=main.c comm/comm.c comm/comm.h tools/tools.c tools/tools.h db/db.c db/db.h network/network.c network/network.h interface/interface.c interface/interface.h
这表明你最后将通过一个make命令利用上述hello_SOURCES源文件生成一个hello的程序。
6、运行automake --add-missing命令。屏幕提示如下：
automake: configure.in: installing `./install-sh'
automake: configure.in: installing `./mkinstalldirs'
automake: configure.in: installing `./missing'
7、然后你可以运行之前生成的configure命令来生成一个Makefile文件，输入./configure命令即可。
8、编辑Makefile文件，找到$(LINK)所在的那一行，本来生成的文件内容如下：
@rm -f hello
$(LINK) $(hello_LDFLAGS) $(hello_OBJECTS) $(hello_LDADD) $(LIBS)
在这两行之间增加几行变成：
@rm -f hello
@mv -f comm.o comm
@mv -f tools.o tools
@mv -f db.o db
@mv -f network.o network
@mv -f interface.o interface
$(LINK) $(hello_LDFLAGS) $(hello_OBJECTS) $(hello_LDADD) $(LIBS)
这是因为默认生成的Makefile将在编译后把所有目标文件置于当前目录，而在进行链接(link)时又会到各个子目录去找相应的目标文件。
当然，为了完整，建议各位在clean部分加上如下一些行：
@rm -f comm/comm.o
@rm -f tools/tools.o
@rm -f db/db.o
@rm -f network/network.o
@rm -f interface/interface.o
好了，经过上述这些步骤后，现在你可以来编译生成你自己的可执行程序了。输入一个make all吧，然后就可以运行./hello来看你的程序运行了。
运用autoconf和automake的最大好处是，你的程序以源程序方式发布后，其它所有人只需要依次输入
./configure
make
make install
命令就可以把你的程序安装在自己的电脑上运行了。所有符合GNU标准的UNIX/Linux都不需要再修改Makefile里的任何字符。
(http://linux.chinaunix.net/techdoc/develop/2008/10/01/1035760.shtml )
1.什么是库
在windows平台和linux平台下都大量存在着库。
本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式，可以被操作系统载入内存执行。
由于windows和linux的本质不同，因此二者库的二进制是不兼容的。
2.库的种类
linux下的库有两种：静态库和共享库（动态库）。
二者的不同点在于代码被载入的时刻不同。
静态库的代码在编译过程中已经被载入可执行程序，因此体积较大。
共享库的代码是在可执行程序运行时才载入内存的，在编译过程中仅简单的引用，因此代码体积较小。
3.库存在的意义
库是别人写好的现有的，成熟的，可以复用的代码，你可以使用但要记得遵守许可协议。
现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库，不可能每个人的代码都从零开始，因此库的存在意义非同寻常。
共享库的好处是，不同的应用程序如果调用相同的库，那么在内存里只需要有一份该共享库的实例。
4.库文件是如何产生的在linux下
静态库的后缀是.a，它的产生分两步
Step 1.由源文件编译生成一堆.o，每个.o里都包含这个编译单元的符号表
Step 2.ar命令将很多.o转换成.a，成文静态库
动态库的后缀是.so，它由gcc加特定参数编译产生。
例如:
$ gcc -fPIC -c *.c $ gcc -shared -Wl,-soname, libfoo.so.1 -o libfoo.so.1.0 *.
5.库文件是如何命名的，有没有什么规范
在linux下，库文件一般放在/usr/lib /lib下，
静态库的名字一般为libxxxx.a，其中xxxx是该lib的名称
动态库的名字一般为libxxxx.so.major.minor，xxxx是该lib的名称，major是主版本号， minor是副版本号
6.如何知道一个可执行程序依赖哪些库
ldd命令可以查看一个可执行程序依赖的共享库，
例如# ldd /bin/lnlibc.so.6
=> /lib/libc.so.6 (0×40021000)/lib/ld-linux.so.2
=> /lib/ld- linux.so.2 (0×40000000)
可以看到ln命令依赖于libc库和ld-linux库
Gdb调试段错误
1.段错误是什么
段错误是指访问的内存超出了系统给这个程序所设定的内存空间，例如访问了不存在的内存地址、访问了系统保护的内存地址、访问了只读的内存地址等等情况。
2.段错误产生的原因
访问不存在的内存地址
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
int *ptr = NULL;
*ptr = 0;
}
访问系统保护的内存地址
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
int *ptr = (int *)0;
*ptr = 100;
}
访问只读的内存地址
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void main()
{
char *ptr = "test";
strcpy(ptr, "TEST");
}
#include<stdio.h>
栈溢出
#include<stdlib.h>
void main()
{
main();
}
3.使用gcc和gdb 调试
1 dummy_function (void)
2 {
3 unsigned char *ptr = 0x00;
4 *ptr = 0x00;
5 }
6
7 int main (void)
8 {
9 dummy_function ();
10
11 return 0;
12 }
调试步骤
1、为了能够使用gdb调试程序，在编译阶段加上-g参数
gcc -g -o test test.c
2、使用gdb命令调试程序：
3、进入gdb后，运行程序：
4、完成调试后，输入q命令退出gdb：
适用场景
1、仅当能确定程序一定会发生段错误的情况下使用。
2、当程序的源码可以获得的情况下，使用-g参数编译程序。
3、一般用于测试阶段，生产环境下gdb会有副作用：使程序运行减慢，运行不够稳定，等等。
4、即使在测试阶段，如果程序过于复杂，gdb也不能处理。
自动生成Makefile
对于一个UNIX/Linux下C程序员来说，一个比较麻烦的工作就是写自己的Makefile。
可能你有如下经验：写一个简单的C程序，自己多写几行gcc命令就把程序变成可执行的了；写一个稍微复杂点的程序，源文件个数可能在30个左右，还是写一行行的gcc命令就麻烦了，你可能想到写个makefile，你可能也在这样做着；但你某一天会发现你写的这个Makefile可能不是一个所有 UNIX/Linux类操作系统下通用的Makefile，比如某人下载了你的程序去他自己电脑上可能make不了。
这样，你就有必要了解并学会运用autoconf和automake了。
autoconf是一个用于生成可以自动地配置软件源代码包以适应多种UNIX类系统的shell脚本的工具。由autoconf生成的配置脚本在运行的时候不需要用户的手工干预；通常它们甚至不需要手工给出参数以确定系统的类型。相反，它们对软件包可能需要的各种特征进行独立的测试。在每个测试之前，它们打印一个单行的消息以说明它们正在进行的检测，以使得用户不会因为等待脚本执行完毕而焦躁。因此，它们在混合系统或者从各种常见UNIX变种定制而成的系统中工作的很好。你也省了工作，没必要维护文件以储存由各个UNIX变种、各个发行版本所支持的特征的列表。
automake是一个从文件Makefile.am自动生成Makefile.in的工具。每个Makefile.am基本上是一系列make的宏定义（make规则也会偶尔出现）生成的Makefile.in，服从GNU Makefile标准。
为了生成Makefile.in，automake需要perl。但是由automake创建的发布完全服从GNU标准，并且在创建中不需要perl。
在开始使用autoconf和automake之前，首先确认你的系统安装有GNU的如下软件：
1. automake
2. autoconf
3. m4
4. perl
5. 如果你需要产生共享库（shared library）则还需要GNU Libtool
介绍方法之前大家看一下下面这个图，先记下autoconf和automake工作的几个步骤：
步骤解释如下：
1、由你的源文件通过autoscan命令生成configure.scan文件，然后修改configure.scan文件并重命名为configure.in
2、由aclocal命令生成aclocal.m4
3、由autoconf命令生成configure
4、编辑一个Makefile.am文件并由automake命令生成Makefile.in文件
5、运行configure命令生成Makefile
automake支持三种目录层次：flat、shallow和deep。
一个flat包指的是所有文件都在一个目录中的包。为这类包提供的Makefile.am不需要SUBDIRS这个宏。这类包的一个例子是termutils。对应咱们程序员来说：就是所有源文件及自己写的头文件都位于当前目录里面，且没有子目录。
一个deep包指的是所有的源代码都被储存在子目录中的包；顶层目录主要包含配置信息。GNU cpio是这类包的一个很好的例子，GNU tar也是。deep包的顶层Makefile.am将包括宏SUBDIRS，但没有其它定义需要创建的对象的宏。对应咱们程序员来说：就是所有源文件及自己写的头文件都位于当前目录的一个子目录里面，而当前目录里没有任何源文件。
一个shallow包指的是主要的源代码储存在顶层目录中，而各个部分（典型的是库）则储存在子目录中的包。automake本身就是这类包（GNU make也是如此，它现在已经不使用automake）。对应咱们程序员来说：就是主要源文件在当前目录里，而其它一些实现各部分功能的源文件各自位于不同目录。
前两个层次的程序编辑方法非常简单，按照上述步骤一步步即可。而第三种层次shallow稍微复杂一点，但这是我们经常写程序用到的结构。下面以一个例子说明shallow层次结构的源文件如何自动生成Makefile文件。
例子源程序结构如下：
hello是我们的工作目录，hello目录下有main.c源文件和comm、tools、db、network、interface等五个目录。 comm目录下有comm.c和comm.h源文件及头文件，tools目录下有tools.c和tools.h，同样其它目录分别有db.c、 db.h、network.c、network.h、interface.c、interface.h等一些源文件。
按照如下步骤来自动生成Makefile吧：
1、进入hello目录，运行autoscan命令，命令如下：
cd hello
autoscan
2、ls会发现多了一个configure.scan文件。修改此文件，在AC_INIT宏之后加入AM_INIT_AUTOMAKE(hello, 1.0)，这里hello是你的软件名称，1.0是版本号，即你的这些源程序编译将生成一个软件hello-1.0版。然后把 configure.scan文件的最后一行AC_OUTPUT宏填写完整变成AC_OUTPUT(Makefile)，表明autoconf和 automake最终将生成Makefile文件。最后把configure.scan文件改名为configure.in。最终 configure.in文件内容如下：
# -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.
AC_PREREQ(2.60)
AC_INIT(FULL-PACKAGE-NAME, VERSION, BUG-REPORT-ADDRESS)
AM_INIT_AUTOMAKE(client, 1.0)
AC_CONFIG_SRCDIR([client.c])
#AC_CONFIG_HEADER([config.h]) # 如果这行不注释掉会有问题为什么我也不知道
# Checks for programs.
AC_PROG_CC
# Checks for libraries.
# Checks for header files.
AC_CHECK_HEADERS([netdb.h netinet/in.h strings.h sys/socket.h unistd.h])
# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
AC_HEADER_TIME
# Checks for library functions.
AC_HEADER_STDC
AC_FUNC_SELECT_ARGTYPES
AC_CHECK_FUNCS([bzero gethostbyname select socket])
AC_OUTPUT(Makefile)
3、运行aclocal命令，ls会发现多了一个aclocal.m4文件。
4、然后运行autoconf命令，ls将发现生成了一个可执行的configure命令。
5、编辑一个Makefile.am文件，文件内容如下：
AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
bin_PROGRAMS=hello
hello_SOURCES=main.c comm/comm.c comm/comm.h tools/tools.c tools/tools.h db/db.c db/db.h network/network.c network/network.h interface/interface.c interface/interface.h
这表明你最后将通过一个make命令利用上述hello_SOURCES源文件生成一个hello的程序。
6、运行automake --add-missing命令。屏幕提示如下：
automake: configure.in: installing `./install-sh'
automake: configure.in: installing `./mkinstalldirs'
automake: configure.in: installing `./missing'
7、然后你可以运行之前生成的configure命令来生成一个Makefile文件，输入./configure命令即可。
8、编辑Makefile文件，找到$(LINK)所在的那一行，本来生成的文件内容如下：
@rm -f hello
$(LINK) $(hello_LDFLAGS) $(hello_OBJECTS) $(hello_LDADD) $(LIBS)
在这两行之间增加几行变成：
@rm -f hello
@mv -f comm.o comm
@mv -f tools.o tools
@mv -f db.o db
@mv -f network.o network
@mv -f interface.o interface
$(LINK) $(hello_LDFLAGS) $(hello_OBJECTS) $(hello_LDADD) $(LIBS)
这是因为默认生成的Makefile将在编译后把所有目标文件置于当前目录，而在进行链接(link)时又会到各个子目录去找相应的目标文件。
当然，为了完整，建议各位在clean部分加上如下一些行：
@rm -f comm/comm.o
@rm -f tools/tools.o
@rm -f db/db.o
@rm -f network/network.o
@rm -f interface/interface.o
好了，经过上述这些步骤后，现在你可以来编译生成你自己的可执行程序了。输入一个make all吧，然后就可以运行./hello来看你的程序运行了。
运用autoconf和automake的最大好处是，你的程序以源程序方式发布后，其它所有人只需要依次输入
./configure
make
make install
命令就可以把你的程序安装在自己的电脑上运行了。所有符合GNU标准的UNIX/Linux都不需要再修改Makefile里的任何字符。
(http://linux.chinaunix.net/techdoc/develop/2008/10/01/1035760.shtml )
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