每天学五分钟 Liunx 1000 | 软件篇：源码安装

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软件安装流程

前面软件篇提到了通过 RPM 和 YUM 在线安装的机制安装软件，除了这两种方式之外还有一种通过源码来安装软件的方式。

 

如上流程图所示，程序员使用特定语言（c/c++/...）编写源文件，通过编译器翻译成机器可以执行的可执行文件，也就是二进制文件。其中，如果源文件依赖函数库的话，在编译的时候还需要将相应的函数库给链接上。

 

 

走一遍操作的流程看看程序是怎么从源文件到可执行文件的。

编写源文件 hello.cpp 和 thanks.cpp，其中 hello.cpp 引用 thanks.cpp 的函数：

[root@lianhua tarball]$ cat hello.cpp
#include <stdio.h>
#include "thanks.h"
 
int main(void)
{
    printf("Hello World
");
    thanks();
 
    return 0;
}
[root@lianhua tarball]$ cat thanks.cpp
#include <stdio.h>
 
int thanks(void)
{
    printf("thanks lianhua, I love you
");
 
    return 0;
}
[root@lianhua tarball]$ cat thanks.h
int thanks();

 

源文件有了，使用 Liunx 自带的 c/c++ 编译器 gcc 编译源文件：

[root@lianhua tarball]$ gcc -c hello.cpp
[root@lianhua tarball]$ ll
total 16
-rw-r--r-- 1 root root  117 May 10 22:44 hello.cpp
-rw-r--r-- 1 root root 1560 May 10 22:45 hello.o
-rw-r--r-- 1 root root   80 May 10 22:45 thanks.cpp
-rw-r--r-- 1 root root   14 May 10 22:44 thanks.h
[root@lianhua tarball]$ gcc -o hello hello.o
hello.o: In function `main':
hello.cpp:(.text+0xf): undefined reference to `thanks()'
collect2: error: ld returned 1 exit status

 

报错，显示函数 thanks 没定义。出错原因是因为 hello.cpp 引用到了该函数，但是编译的时候没有链接，所以对症下药：

[root@lianhua tarball]$ gcc -c hello.cpp thanks.cpp
[root@lianhua tarball]$ ll
total 20
-rw-r--r-- 1 root root  117 May 10 22:44 hello.cpp
-rw-r--r-- 1 root root 1560 May 10 22:46 hello.o
-rw-r--r-- 1 root root  100 May 10 22:46 thanks.cpp
-rw-r--r-- 1 root root   14 May 10 22:44 thanks.h
-rw-r--r-- 1 root root 1520 May 10 22:46 thanks.o
[root@lianhua tarball]$ gcc -o hello hello.o thanks.o
[root@lianhua tarball]$ ll
total 32
-rwxr-xr-x 1 root root 8552 May 10 22:47 hello
-rw-r--r-- 1 root root  117 May 10 22:44 hello.cpp
-rw-r--r-- 1 root root 1560 May 10 22:46 hello.o
-rw-r--r-- 1 root root  100 May 10 22:46 thanks.cpp
-rw-r--r-- 1 root root   14 May 10 22:44 thanks.h
-rw-r--r-- 1 root root 1520 May 10 22:46 thanks.o
[root@lianhua tarball]$ file hello
hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=1801febeffa3328a578dac21ee994dd50893ed3f, not stripped
[root@lianhua tarball]$ ./hello
Hello World
thanks lianhua, I love you

 

可以看到，将 thanks.cpp 编译成目标文件 thanks.o，然后链接到该目标文件生成了可执行的二进制文件 hello。其中，file 命令可以判断文件是二进制文件或一般文本文件。

 

 

这是一种生成可执行文件的方式，还有一种提供函数库给编译器编译的方式。

函数库分两种静态函数库和动态函数库，静态函数库在编译的时候被放到可执行文件中，动态函数库在编译的时候会创建“指针”指向该动态函数库。所以，使用静态函数库的可执行文件要比使用动态函数库的可执行文件大。但是基于静态函数库的可执行文件在编译完之后就不依赖于库，放到哪都可以执行，基于动态函数库的可执行文件则不行，它需要能引用到该动态函数库。

静态函数库的可执行文件

[root@lianhua tarball]$ ar rcs liblianhua.a thanks.o
[root@lianhua tarball]$ ll
total 36
...
-rw-r--r-- 1 root root 1668 May 10 23:09 liblianhua.a
[root@lianhua tarball]$ gcc hello.cpp -llianhua -L/root/hxia/tarball
[root@lianhua tarball]$ gcc hello.cpp -llianhua -L/root/hxia/tarball -o lianhua
[root@lianhua tarball]$ ll
total 60
-rwxr-xr-x 1 root root 8552 May 10 22:47 hello
-rw-r--r-- 1 root root  117 May 10 22:44 hello.cpp
-rw-r--r-- 1 root root 1560 May 10 22:46 hello.o
-rwxr-xr-x 1 root root 8552 May 10 23:11 lianhua
-rw-r--r-- 1 root root 1668 May 10 23:09 liblianhua.a
-rw-r--r-- 1 root root  100 May 10 22:46 thanks.cpp
-rw-r--r-- 1 root root   14 May 10 22:44 thanks.h
-rw-r--r-- 1 root root 1520 May 10 22:46 thanks.o
[root@lianhua tarball]$ ./lianhua
Hello World
thanks lianhua, I love you

 

通过 ar 命令将 thanks.o 生成为 lianhua 的静态函数库，编译器链接该静态函数库生成可执行的二进制文件 lianhua。其中，静态函数库以 .a 结尾，动态函数库以 .so 结尾。

动态函数库的可执行文件

[root@lianhua shared]$ gcc -fPIC -shared thanks.cpp -o liblianhua.so
[root@lianhua shared]$ ll
total 20
-rw-r--r-- 1 root root  117 May 10 23:18 hello.cpp
-rwxr-xr-x 1 root root 8112 May 10 23:20 liblianhua.so
-rw-r--r-- 1 root root  100 May 10 23:18 thanks.cpp
-rw-r--r-- 1 root root   14 May 10 23:18 thanks.h
[root@lianhua shared]$ gcc hello.cpp -L. -llianhua -o hello
[root@lianhua shared]$ ll
total 32
-rwxr-xr-x 1 root root 8528 May 10 23:21 hello
-rw-r--r-- 1 root root  117 May 10 23:18 hello.cpp
-rwxr-xr-x 1 root root 8112 May 10 23:20 liblianhua.so
-rw-r--r-- 1 root root  100 May 10 23:18 thanks.cpp
-rw-r--r-- 1 root root   14 May 10 23:18 thanks.h
[root@lianhua shared]$ ./hello
./hello: error while loading shared libraries: liblianhua.so: cannot open shared object file: No such file or directory

 

命令 gcc -fPIC -shared 将 thanks.cpp 编译成动态函数库 lianhua，生成可执行文件 hello。但是，在执行 hello 的时候报错了，提示找不到 lianhua 这个动态函数库。错误原因是动态链接时默认从 /usr/lib 目录下找动态函数库，将 lianhua 拷到该目录下，更新配置：

[root@lianhua shared]$ cp libthanks.so /usr/lib/
[root@lianhua shared]$ vi /etc/ld.so.conf
[root@lianhua shared]$ ldconfig
[root@lianhua shared]$ ./hello
Hello World
thanks lianhua, I love you

 

ldconfig 命令将动态函数库从硬盘加载到内存中，这样执行可执行文件的时候执行引用内存中的动态函数库，速度会快很多。

 

Liunx 的 ldd 命令可以查看可执行文件引用了哪些动态函数库：

[root@lianhua tarball]$ ldd hello
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffcc9bec000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f4175126000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f41754f3000)
[root@lianhua tarball]$ ldd ./shared/hello
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fff7d9da000)
        libthanks.so => /lib/libthanks.so (0x00007f6896b53000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f6896786000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f6896d55000)

可以发现基于动态函数库的 hello 指向了 thanks 这个库。同时，比较两个可执行文件大小也会发现基于静态函数库的可执行文件 hello 要比基于动态函数库的可执行文件要大。

 

 

想象下，这是只有一个函数的编译情况，在实际项目中有成百上千上万个函数，各个函数分布在不同的目录这时候在用这种 gcc 指定函数库编译的方式就特别不适用了。

在这种情况下，会写 cmake 文件定义编译规则，每个目录下都有 cmake 文件。再执行 cmake 命令生成 makefile 文件，然后通过 make 命令就能根据 makefile 中的规则编译生成可执行文件。

 

具体这个流程实操不介绍了，有兴趣的看看这个文档。

 

 

 

（完）