库

库文件是计算机上的一类文件，可以简单的把库文件看成一种代码仓库，它提供给使用者一些直接拿来用的变量、函数或类。库不能单独运行。

静态库：在程序链接阶段被复制到程序中
动态库：在链接阶段没有被复制到程序中，而是程序在运行时由系统动态加载到内存中供程序调用

库的好处：

代码保密
方便部署和分发

静态库

命名规则：

Linux：libxxx.a
- lib: 前缀（固定）
- xxx：库的名字，自己起
- .a：后缀（固定）
windows：libxxx.lib

静态库的制作：

gcc获得.o文件
将.o文件打包，使用ar工具（archive）
- ar rcs libxxx.a .o xxx.o xxx.o
- r - 将文件插入备存文件中
- c - 建立备存文件
- s - 索引

动态库

命名规则：

Linux：libxxx.so
windows: libxxx.dll

动态库的制作：

gcc -c -fpic/fPIC 获得.o 文件
gcc -shared *.o -o libxxx.so

程序启动后，动态库会被动态加载到内存中，通过ldd(list dynamic dependencies)命令检查动态库依赖关系。

解决动态库加载失败的问题

修改DT_RPATH ，临时的
修改环境变量LD_LIBRARY_PATH
修改/etc/ld.so.cache文件列表
修改/lib/, /usr/lib

静态库和动态库的对比

静态库、动态库区别来自链接阶段如何处理，分别称为静态链接方式和动态链接方式

静态库的优缺点

优点：
- 静态库打包到应用程序中加载速度快
- 发布程序无需提供静态库，移植方便
缺点：
- 消耗系统资源，浪费内存
- 更新、部署、发布麻烦

动态库的优缺点

优点：
- 可以实现进程间资源共享（共享库）
- 更新、部署、发布简单
- 可以控制何时加载动态库
缺点：
- 加载速度比静态库慢
- 发布程序时需要提供依赖的动态库

Makefile

Makefile规则

一个 Makefile 文件中可以有一个或者多个规则

目标…：依赖…

命令（shell命令）

…
- 目标：最终要生成的文件（伪目标除外）
- 依赖：生成目标所需要的文件或是目标
- 命令：通过执行命令对依赖操作生成目标（命令前必须 Tab 缩进）
Makefile 中的其它规则一般都是为第一条规则服务的。

工作原理

命令在执行之前，需要先检查规则中的依赖是否存在
- 如果存在，执行命令
- 如果不存在，向下检查其它的规则，检查有没有一个规则是用来生成这个依赖的，如果找到了，则执行该规则中的命令
检测更新，在执行规则中的命令时，会比较目标和依赖文件的时间
- 如果依赖的时间比目标的时间晚，需要重新生成目标
- 如果依赖的时间比目标的时间早，目标不需要更新，对应规则中的命令不需要被执行

GDB

通常，在为调试而编译时，我们会（）关掉编译器的优化选项（-O），并打开调试选项（-g）。另外，-Wall在尽量不影响程序行为的情况下选项打开所有warning，也可以发现许多问题，避免一些不必要的 BUG。
gcc -g -Wall program.c -o program
-g 选项的作用是在可执行文件中加入源代码的信息，比如可执行文件中第几条机器指令对应源代码的第几行，但并不是把整个源文件嵌入到可执行文件中，所以在调试时必须保证 gdb 能找到源文件。

标准C库函数和Linux系统函数

标准C库IO和Linux系统IO的关系

虚拟地址空间

文件描述符 File Descriptor

内核（kernel）利用文件描述符（file descriptor）来访问文件。文件描述符是非负整数。打开现存文件或新建文件时，内核会返回一个文件描述符。读写文件也需要使用文件描述符来指定待读写的文件。

Linux 系统IO函数

int open(const char *pathname, int flags);
- 打开文件
- flags 如 O_CREAT，意思是没有即创建
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
- 打开文件，并设置模式
- mode 可以是 O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR
int close(int fd);
- 关闭文件描述符
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
- 重定位文件偏移量
- SEEK_SET：设置offset
- SEEK_CUR：设置offset为当前加上传的参数offset
- SEEK_END：设置offset为文件末端加上传的参数offset（记得之后要写入一些字符才能更新）
int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
- 得到文件状态信息
int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
- 得到软连接文件状态信息

文件属性操作函数

int access(const char *pathname, int mode);
- 判断文件mode
int chmod(const char *filename, int mode);
int chown(const char *path, uid_t owner, gid_t group);
int truncate(const char *path, off_t length);
- 截断或延长文件长度

目录操作函数

int rename(const char *oldpath, const char *newpath);
int chdir(const char *path);
char *getcwd(char *buf, size_t size);
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
int rmdir(const char *pathname);

目录遍历函数

DIR *opendir(const char *name);
- 返回目录流
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
- 返回direct结构体，目录流文件的信息
int closedir(DIR *dirp);

dup, dup2 函数

int dup(int oldfd);
- 复制文件描述符
int dup2(int oldfd, int newfd);
- 重定向文件描述符

fcntl函数

int fcntl(int fd, int cmd, … /* arg */ );
- 复制文件描述符
- 设置/获取文件的状态标志

墨沉的后端学习之路

Linux系统编程笔记

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