第22章 软件安装：源码与Tarball

Posted 2020-08-07 且听风吟-wuchao

开放源码的软件安装与升级简介

什么是开放源码、编译程序与可执行文件

开放源码：程序代码，写给人类看的程序语言

编译程序：将源码编译成机器能看得懂的语言

可执行文件：经过编译变成二进制程序后机器看得懂可以执行的文件

什么是函数库

类似子程序的角色，可以被调用来执行的一段功能函数

什么是make与configure

一套软件不仅仅有一个程序，而是一对程序代码文件，所以除了每个主程序和子程序均需要编译过程的命令外，还需要写上最终的链接程序。使用make命令，可以简化编译过程。

（1）执行make时，会在当前目录查找Makefile文件，该文件记录了如何编译源码

（2）Makefile由检测程序创建，软件开发商都会写一个检测程序检测用户的当前环境，并创建Makefile文件。这个检测程序一般为configure或config

什么是tarball

源码体积较大，一般使用gzip等压缩得到的压缩后的源码包就是tarball。tarball一般包括以下文件：（1）源代码文件。（2）检测程序文件。（3）本软件的安装说明。

如何安装与升级软件

（1）直接以源码通过编译来安装升级

（2）直接以编译好的二进制程序来安装和升级

 

使用传统程序语言进行编译的简单房里

单一程序：打印Hello World

编辑源码

#include<stdio.h>
int main(void)
{
        printf("Hello World\n");
}

编译与执行

[[email protected] ~]# gcc hello.c
[[email protected] ~]# ll hello.c a.out
-rwxr-xr-x. 1 root root 8503 9月   7 14:11 a.out
-rw-r--r--. 1 root root   63 9月   7 14:10 hello.c
[[email protected] ~]# ./a.out
Hello World

主程序、子程序链接：子程序的编译

编写主程序、子程序

[[email protected] ~]# vim thanks.c
#include<stdio.h>
int main(void)
{
        printf("hello world \n");
        thanks_2();
}

[[email protected] ~]# vim thanks_2.c
#include<stdio.h>
void thanks_2(void)
{
        printf("Thank you \n");
}

程序编译与链接

[[email protected] ~]# gcc -c thanks.c thanks_2.c
[[email protected] ~]# ll thanks*
-rw-r--r--. 1 root root   67 9月   7 14:26 thanks_2.c
-rw-r--r--. 1 root root 1496 9月   7 14:27 thanks_2.o
-rw-r--r--. 1 root root   77 9月   7 14:25 thanks.c
-rw-r--r--. 1 root root 1560 9月   7 14:27 thanks.o
[[email protected] ~]# gcc -o thanks thanks.o thanks_2.o
[[email protected] ~]# ./thanks
hello world 
Thank you 

调用外部函数库：加入链接的函数库

以下调用sin函数

[[email protected] ~]# vim sin.c
#include<stdio.h>
int main(void)
{
        float value;
        value = sin(3.14/2);
        printf("%f\n",value);
}

编译时加入额外函数库链接

[[email protected] ~]# gcc sin.c -lm -L/lib -L/usr/lib

-l：是加入某个函数库的意思

m：则是libm.so这个函数库，lib和后缀.so不需要写

如果需要手动制定头文件（如stdio.h）的位置，可以加入”-I/usr/include“这样的指令，/usr/inlcude便是所制定的头文件存放路径

注：在我的centos7计算机上，直接使用gcc -sin.c可以编译通过，只是会报出不兼容的警告。在程序内加入#include<math.h>便不再出现警告。反而使用以上代码手动加入额外的函数库，也不能消去警告。如下：

[[email protected] ~]# gcc sin.c -lm -L/lib -L/usr/lib
sin.c: 在函数‘main’中:
sin.c:5:10: 警告：隐式声明与内建函数‘sin’不兼容 [默认启用]
  value = sin(3.14/2);
          ^

 

用make进行宏编译

为什么要用make

假设有以下四个文件：

main.c

#include <stdio.h>
#define pi 3.14159
char name[15];
float angle;

int main(void)
{
    printf ("\n\nPlease input your name: ");
    scanf  ("%s", &name );
    printf ("\nPlease enter the degree angle (ex> 90): " );
    scanf  ("%f", &angle );
    haha( name );
    sin_value( angle );
    cos_value( angle );
}

 

haha.c

#include <stdio.h>
int haha(char name[15])
{
    printf ("\n\nHi, Dear %s, nice to meet you.", name);
}

 

cos_value.c

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define pi 3.14159
float angle;

void cos_value(void)
{
    float value;
    value = cos ( angle / 180. * pi );
    printf ("The Cos is: %5.2f\n",value);
}

sin_value.c

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define pi 3.14159
float angle;

void sin_value(void)
{
    float value;
    value = sin ( angle / 180. * pi );
    printf ("\nThe Sin is: %5.2f\n",value);
}

那么整个编译执行过程如下：

[[email protected] c]# gcc -c main.c
[[email protected] c]# gcc -c haha.c
[[email protected] c]# gcc -c sin_value.c
[[email protected] c]# gcc -c cos_value.c
[[email protected] c]# gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
[[email protected] c]# ./main


Please input your name: wuchao

Please enter the degree angle (ex> 90): 30


Hi, Dear wuchao, nice to meet you.
The Sin is:  0.50
The Cos is:  0.87
[[email protected] c]# 

　　以上编译过程相当麻烦

以下使用make的方式编译

使用make指令编译前，需要创建一个Makefile文件

Makefile文件内容如下：
main:main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
        gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm

[[email protected] c]# vim Makefile
main:main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
        gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
#注意，gcc前面是tab键
[[email protected] c]# rm -f main*.o
[[email protected] c]# make
cc    -c -o main.o main.c
gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
[[email protected] c]# ./main


Please input your name: wuchao

Please enter the degree angle (ex> 90): 45


Hi, Dear wuchao, nice to meet you.
The Sin is:  0.71
The Cos is:  0.71

当我们修改过源码以后，再执行make时，只会编译那些修改过的源码文件

[[email protected] c]# make
make: “main”是最新的。

makefile的基本语法与变量

makefile文件格式如下：

目标：目标文件1 目标文件2

<tab> gcc -o 欲新建的可执行文件  目标文件1 目标文件2

目标就是我们想要建立的信息，而目标文件就是具有相关性的object files，建立可执行的文件的语法就是<tab>按键开头的那一行。

如果想要在makefile内执行多个操作，比如执行一个命令后立即清除目标文件和可执行文件，则如下：

main:main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
        gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
clean:
        rm -f main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o

以上代码包含两个目标main和clean，如果想要清除目标文件，可以执行”make clean“。如果想先清除再编译可执行”make clean main“。

[[email protected] c]# make clean main
rm -f main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
cc    -c -o main.o main.c
cc    -c -o haha.o haha.c
cc    -c -o sin_value.o sin_value.c
cc    -c -o cos_value.o cos_value.c
gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
[[email protected] c]# 

使用变量来简化makefile

LIBS = -lm
OBJS = main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
main:${OBJS}
        gcc -o main ${OBJS} ${LIBS}
clean:
        rm -f main ${OBJS}

变量的基本语法：

1. 变量与变量内容以”：“隔开，两边可以有空格

2. 变量左边不可以有<tab>键

3. 变量与变量内容两边不能有”：“

4. 变量名最好使用大写

5. 运用变量时用${}或$()

6. 在该shell的环境变量是可以被套用的

7. 在命令行模式也可以定义变量

 

gcc在编译时会主动去读取CFLAGS这个环境变量，因此可以在命令行定义这个变量

[[email protected] c]# CFLAGS="-Wall" make clean main

也可以如下：

CFLAGS = -Wall
LIBS = -lm
OBJS = main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
main:${OBJS}
        gcc -o main ${OBJS} ${LIBS}
clean:
        rm -f main ${OBJS}

由于环境变量既可以在命令行输入，也可以在Makefile文件内指定，所以需要确定使用规则：

1. make命令行后面加的环境变量第一优先

2. makefile里面指定的环境变量第二优先

3. shell原本具有的环境变量第三优先

[email protected]：代表当前的目标

每个makefile里面都有一个或多个目标名（如上面的main，clean），在每个目标下的指令中使用[email protected]表示获取当前的目标名

CFLAGS = -Wall
LIBS = -lm
OBJS = main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
main:${OBJS}
        gcc -o [email protected] ${OBJS} ${LIBS}
clean:
        rm -f main ${OBJS}

 

函数库管理

动态与静态函数库

静态函数库

• 扩展名为.a，通常名为libxxx.a
• 编译时会直接将这个函数整合到执行程序中去，所以利用静态函数库编译的文件会比较大
• 独立执行，不需要再向外部读取函数库的数据
• 升级难度大，函数库升级后，原执行程序也必须重新编译

动态函数库

• 扩展名为.so，通常名为libxxx.so
• 编译时，函数库不会整合到执行程序中去
• 执行时，函数库文件必须存在，目录也必须正确
• 容易升级函数库，函数库即使升级，原程序也不需要重新编译

 

ldconfig与/etc/ld.so.conf

通过文件配置可以将特定的动态函数库加载到内存中，以提高读取性能。

1. 首先，在/etc/ld.so.conf下写入需要的动态函数库所在的目录

2. 利用ldconfig将/etc/ld.so.conf的数据读入缓存

3. 同时也将数据记录一份在/etc/ld.so.cache中

 

编辑配置文件/etc/ld.so.conf

[[email protected] c]# vim /etc/ld.so.conf

include ld.so.conf.d/*.conf
/usr/lib/mysql    #新添加的

读入缓存

[[email protected] c]# ldconfig

程序的动态函数库解析

查看二进制文件使用了哪些动态函数库

[[email protected] c]# ldd /usr/bin/passwd
    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffc3b1b8000)
    libuser.so.1 => /lib64/libuser.so.1 (0x00007f48e7a48000)
    libgobject-2.0.so.0 => /lib64/libgobject-2.0.so.0 (0x00007f48e77f8000)
    libglib-2.0.so.0 => /lib64/libglib-2.0.so.0 (0x00007f48e74c0000)
    libpopt.so.0 => /lib64/libpopt.so.0 (0x00007f48e72b0000)
    libpam.so.0 => /lib64/libpam.so.0 (0x00007f48e70a0000)
    libpam_misc.so.0 => /lib64/libpam_misc.so.0 (0x00007f48e6e98000)
    libaudit.so.1 => /lib64/libaudit.so.1 (0x00007f48e6c70000)
    libselinux.so.1 => /lib64/libselinux.so.1 (0x00007f48e6a48000)
    libpthread.so.0 => /lib64/libpthread.so.0 (0x00007f48e6828000)
    libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f48e6460000)
    libgmodule-2.0.so.0 => /lib64/libgmodule-2.0.so.0 (0x00007f48e6258000)
    libcrypt.so.1 => /lib64/libcrypt.so.1 (0x00007f48e6020000)
    libffi.so.6 => /lib64/libffi.so.6 (0x00007f48e5e18000)
    libdl.so.2 => /lib64/libdl.so.2 (0x00007f48e5c10000)
    libpcre.so.1 => /lib64/libpcre.so.1 (0x00007f48e59a8000)
    liblzma.so.5 => /lib64/liblzma.so.5 (0x00007f48e5780000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f48e7e88000)
    libfreebl3.so => /lib64/libfreebl3.so (0x00007f48e5578000)

检查软件的正确性

使用md5sum或sha1sum可以查看软件的MD5或SHA1编码

[[email protected] c]# md5sum main
e6adaa0b35ee4daa1cd7e43916e2d693  main
[[email protected] c]# sha1sum main
7735cf8f7ed60ccbad3dcf94fb52be0abe26817b  main