day02

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brk/sbrk

维护一个位置。 brk/sbrk改变这个位置。

brk改变绝对位置

sbrk改变相对位置

昨天的补充：

永远记住：C的基本类型就那几种。

所有全新类型都是使用typedef重新定义的。

类型重定义的好处：

1. 维护方便

2. 便于移植（每个系统中都用同一个名，不用修改）

3. 容易理解

1 映射虚拟内存

没有任何额外维护数据的内存分配 mmap/munmap

1.1 函数说明

void *mmap(
void *start, //指定映射的虚拟地址，如果为0，则由系统指定开始位置
size_t length,//指定映射空间的大小。 pagesize的倍数
int prot, //映射的权限 PROT_NONE PROT_READ PROT_WRITE PROT_WRITE PROT_EXEC
int flags, //映射的方式
int fd, //文件描述符号
offset_t off //文件中的映射开始位置（必须是0或pagesezi的倍数）
);

关于映射的方式flags：

内存映射：又叫匿名映射，最后两个参数无效

文件映射：映射到某个文件

只有文件映射，最后两个参数才有效

MAP_ANONYMOUS:内存映射

MAP_SHAREDMAP_PRIVATE：二选一，文件映射

1.2 案例

#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
int *p = mmap(
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40
munmap(p, 4096);
}

1.3 总结

选择什么样的内存管理方法？

STL

new

malloc小而多的数据

brk/sbrk同类型的大块数据，动态移动指针

mmap/munmap 控制内存的访问/使用文件映射/控制内存共享

2 编程工具与动态库

gcc

make

gdb

其他工具

动态库（共享库）

2.1 gcc

-o 输出文件名

-O-O1-O2-O3//编译优化

-g-g1-g2-g3//产生调试信息

-Wallerror//-Wall 显示所有警告-Werror 将警告当成错误提示

-w//关闭所有警告

-c//只编译不连接，产生 .o文件（目标文件）

-E//预编译

-S//汇编。 产生 .s文件（汇编文件）

编译4过程是 -E(产生.i) -c(产生.o) -S(产生.s) 自动调用连接器ld

-D//在命令行定义宏 （宏可以在代码中定义，也可以在命令行上定义）

-x//指定编译的语言类型 C, C++, .S(汇编)， none（自动判定）

-std=c89 使用标准C89

-std=c99 使用标准C99

3 静态库的编译

3.1 编译过程 （*.a）

a是achieve的缩写

3.1.1 编译成目标文件

-static 可选

gcc -c -static 代码文件.c //生产可用于归档的目标代码:代码文件.0

3.1.2 归档成静态库

ar工具 （常用-r -t选项）

ar -r 静态库 被归档的文件名(上一步代码文件.o)

ar -r add.a add.o

nm工具（查看库中所蕴含的函数列表）

nm 静态库或动态库或目标文件或执行文件

3.1.3 使用静态库

gcc 代码文件 静态库

小例子：

使用静态库完成如下程序

输入一个菱形半径，打印菱形

输入整型封装成IOTool

菱形打印封装成Graphic

计划：

1） 实现输入

2）实现菱形

3）编译静态库

4）调用静态库

//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");

}
}

编译： gcc -c -static iotool.c

gcc -c -static graphic.c

ar -r demo1.a iotool.o graphic.o

ar -t demo1.a //相当于nm demo1.a

//main.c
main()
{
int r = inputInt("输入菱形半径：");
diamond(r);
}

编译: gcc main.c demo1.a -o main

执行：./main

把静态库作为代码的一部分来编译

总结：

1）什么是库？

函数等代码封装的二进制已经编译的归档文件

2）ar归档工具

3）采用库的方式管理代码优点：

容易组织代码

复用

保护代码版权

4）静态库的“静态”的含义：

编译好的程序运行的时候不依赖库

库作为程序的一部分编译连接

5） 静态库的本质

就是目标文件的集合（归档）

6）-static可选

3.2 库的规范与约定

库命名规则：

lib库名.a.主版本号.副版本号.批号

一般就写“lib库名.a”就行了。

ar -r libdemo2.a iotool.o graphic.o

库的使用规则

-l库名

-L库所在的目录

gcc main.c -o main -l demo2 -L.

4 动态库的编译

4.1 什么是动态库（共享库）

动态库是可以执行的，静态库不能执行

但动态库没有main，不能独立执行

动态库不会连接成程序的一部分

程序执行时，必须需要动态库文件

4.2 工具

ldd查看程序需要调用的动态库 ，ldd只能查看可执行文件（共享库文件或elf文件）

nm （查看库中的函数符号）

4.3 动态库的编译

4.3.1 编译

-c -f pic(可选) (-f 指定文件格式 pic 位置无关代码)

4.3.2 连接

-shared

编译：gcc -c -fpic iotool.c

gcc -c -fpic graphic.c

(非标准)gcc -shared -odemo3.so iotool.o graphic.o

(标准)gcc -shared -olibdemo4.so iotool.o graphic.o
4000

4.4 使用动态库

gcc 代码文件名 动态库文件名

gcc 代码文件名 -l库名 -L动态库所在的路径

gcc main.c -ldemo4 -L. -o main

标准命名规则：

lib库名.so

lib库名.a

问题：

1）执行程序怎么加载动态库？

2）动态库没有作为执行程序的一部分，为什么连接需要制定动态库及目录？

因为连接器需要确认函数在动态库中的位置

动态库的加载：

①. 找到动态库

②. 加载动态库到内存（系统实现）

③. 映射到用户的内存空间（系统实现）

动态库查找规则：

/lib

/user/lib

LD_LIBRARY_PATH环境变量指定的路径中找

设置当前路径为环境变量：（自己定义的库最好设置好目录，或者放到上述公共目录）

export LD_LIBRARY_PATH=.:~:..:~Walle

缓冲机制：

系统把lib:/user/lib:LD_LIBRARY_PATH里的文件加载到缓冲

/sbin/ldconfig -v 刷新缓冲so中的搜索库的路径

小练习：

输入两个数，计算两个数的和。

要求：输入与计算两个数的和封装成动态库调用

5 使用libdl.so库

动态库加载原理

动态库中函数的查找已经封装成哭libdl.so

libdl.so里面有4个函数：

dlopen//打开一个动态库

dlsym//在打开的动态库里找一个函数

dlclose//关闭动态库

dlerror//返回错误

//dldemo.c
#include <dlfcn.h>
main()
{
void *handle = dlopen("./libdemo4.so", RTLD_LAZY);
void (*fun)(int) = dlsym(handle, "diamond");
fun(5);
dlclose(handle);
}

总结：

1） 编译连接动态库

2）使用动态库

3）怎么配置让程序调用动态库

4）掌握某些工具的使用 nm ldd lddconfig objdump strit(去掉多余的信息)

6 工具make的使用与makefile脚本

背景：

make编译脚本解释

编译脚本makefile

make -f 脚本文件 目标

脚本文件：

1） 文本文件 （例如 demo.mk）

2）基本构成语法

基本单位目标target

目标名：依赖目标

\t目标指令

\t目标指令

//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 会生产main可执行文件

计算素数的例子

//input.c
#include <stdio.h>

int inputInt()
{
int a;
scanf("%d",&a);
return a;
}
//primer.c
int isPrimer(int a)
{
int i;
for(i=2;i<a;i++)
{
if(a%i==0)
{
return 0;
}
}
return 1;
}
//demo.c
#include <stdio.h>
main()
{
int a=inputInt();
int r=isPrimer(a);
if(r==1)
{
printf("%d是素数!\n",a);
}
else
{
printf("%d是合数!\n",a);
}
}
//demo.mk
demo:
gcc -c -fpic input.c
gcc -c -fpic primer.c
gcc -shared -olibdemo.so input.o primer.o
gcc demo.c -ldemo -L. -omain

执行：export LD_LIBRARY_PATH=.

make -f demo.mk demo