Linux——基礎IO（三）：動态庫&靜态庫，動态連結&靜态連結，檔案系統，軟硬連結

文章目錄：

• 1.動态庫
• • 1.1 分類
  • 1.2 生成動态庫
  • 1.3 使用
  • 1.4 動态庫配合環境變量的使用
• 2. 靜态庫
• • 2.1 分類
  • 2.2 靜态庫的的生成
  • 2.3 使用
• 3. 靜态連結和動态連結
• 4. 檔案系統(針對磁盤而言)
• • 4.1 ext2檔案系統：
  • 4.2 存儲資料的邏輯
  • 4.3 擷取檔案的邏輯
• 5.軟硬連結
• • 5.1 軟連接配接
  • 5.2 硬連結

1.動态庫

1.1 分類

• windows下：字尾為.dll的檔案為動态庫

  

• linux下：字尾為.so，字首為lib的檔案為動态庫

  

1.2 生成動态庫

指令：gcc/g++

必選項的指令行參數：

• -shared==>生成動态庫
• -fPIC：生成與位置無關的代碼

指令範式：

gcc/g++ [source code] -shared -fPIC -o lib[動态庫名稱].so

1.3 使用

本質上是想要使用動态庫産生一個可執行程式；

gcc/g++ [source code] -o [可執行程式] -L [動态庫所在路徑] -l[動态庫的名稱]

測試如下：

我們首先寫一個頭檔案，裡面聲明一個print()函數

然後test.c中實作print()函數

接着我們将這個test.c編譯成一個動态庫

接着我們将test.c移出目前檔案夾，此時我們若想使用剛才寫的print()函數就得依賴libmytest.so,若我們直接運作main.c會發現找不到‘print’

而此時我們就可以運作test_main

• ldd+[可執行程式名稱]指令：檢視可執行程式依賴哪些動态庫

當我們将生成的動态庫libmytest.so移出目前檔案夾，我們會看到如下結果，test_main不能運作

1.4 動态庫配合環境變量的使用

如上圖所示，當我們将生成的動态庫libmytest.so移出目前檔案夾，會出現’not found’,且此時test_main也不能運作，那麼如何讓可執行程式能夠找到依賴的動态庫在哪呢？

解決方案：配合環境變量LD_LIBRARY_PATH進行使用

• LD_LIBRARY_PATH：動态庫的搜尋的環境變量
• PATH：可執行程式搜尋的環境變量

2. 靜态庫

2.1 分類

• windows下：字尾為.lib的檔案為動态庫
• linux下：字首為lib,字尾為.a的檔案為靜态庫

2.2 靜态庫的的生成

ar -rc lib[靜态庫名稱].a [依賴彙編完成之後的".o"檔案]

步驟：

• 1.先将要編譯靜态庫的代碼編譯到彙編為止，意味着

  生産力.o檔案

• 2.ar -rc 生成靜态庫

2.3 使用

使用靜态庫編譯出一個可執行程式

gcc/g++ [source code] -o [可執行程式] -L [靜态庫所在路徑] -l[靜态庫的名稱]

注意：如果可執行程式依賴靜态庫進行編譯成功的，會将靜态庫的内容直接打包到可執行程式當中

如下圖所示使用ldd指令是看不到靜态庫的：

3. 靜态連結和動态連結

• 1.一個程式依賴動态庫或者依賴靜态庫生成可執行程式的時候，動态庫或者靜态庫是不會幹擾連結方式的(靜态連結和動态連結)
• 2.在編譯可執行程式，

  使用gcc/g++編譯的時候，預設不增加指令行參數"-static"，則為動态連結。

  反之，則為靜态連結

4. 檔案系統(針對磁盤而言)

4.1 ext2檔案系統：

上圖為磁盤檔案系統圖（核心記憶體映像肯定有所不同），磁盤是典型的塊裝置，硬碟分區被劃分為一個個的block。一個block的大小是由格式化的時候确定的，并且不可以更改

• 超級塊（Super Block）：存放檔案系統本身的結構資訊。記錄的資訊主要有：bolck 和 inode的總量，未使用的block和inode的數量，一個block和inode的大小，最近一次挂載的時間，最近一次寫入資料的時間，最近一次檢驗磁盤的時間等其他檔案系統的相關資訊。Super Block的資訊被破壞，可以說整個檔案系統結構就被破壞了
• GDT，Group Descriptor Table：塊組描述符，描述塊組屬性資訊
• 塊位圖(Block Bitmap)：描述每一個塊的使用情況，使用比特位為1，未使用比特位為0
• inode位圖(inode Bitmap)：描述inode節點的使用情況，inode Bitmap描述inode table當中哪一個inode節點被使用，哪一個inode節點沒有被使用
• inode節點：就是用來描述檔案存儲的資訊，以及檔案的元資訊

4.2 存儲資料的邏輯

(1) 從block bitmap當中查找空閑的block塊，将檔案分成不同的塊存儲在不同的block當中

(2) 從inode bitmap當中查找空閑的inode節點，将檔案資訊儲存在inode當中，檔案資訊包含：檔案在那些block塊當中存儲的檔案名稱，檔案大小，檔案權限，檔案通路時間，檔案修改時間，檔案修改屬性時間，檔案的擁有者，檔案所屬組

(3)将檔案的名稱和inode節點号，作為目錄項儲存下來

4.3 擷取檔案的邏輯

(1)通過目錄項當中的檔案名稱找到對應的inode節點号

(2)通過inode節點号，找到對應的inode系欸但，再通過inode節點找到檔案的元資訊

(3)通過檔案元資訊，找到檔案存儲的block塊，将檔案内容組合起來

(4)展示給使用者，檔案的元資訊以及檔案内容

5.軟硬連結

5.1 軟連接配接

• 軟連接配接就是給檔案建立了一個快捷方式

如何建立一個軟連接配接

ln -s [原檔案] [要建立的軟連接配接檔案]

• 修改源檔案會影響軟連結檔案，修改軟連結檔案會影響源檔案

• 删除軟連接配接檔案，源檔案不會受到影響，但是删除源檔案的時候一定要把軟連接配接檔案也删除掉，不然會有如下圖所示情況

5.2 硬連結

• 硬連結相當于檔案的一個備份(拷貝)

如何建立一個硬連結檔案

• ln [源檔案] [硬連結檔案]

  

• 删除源檔案對硬連結檔案沒有影響