Нужные библиотеки для linux

Как уже неоднократно упоминалось в предыдущей главе, библиотека — это набор скомпонованных особым образом объектных файлов. Библиотеки подключаются к основной программе во время линковки. По способу компоновки библиотеки подразделяют на архивы (статические библиотеки, static libraries) и совместно используемые (динамические библиотеки, shared libraries). В Linux, кроме того, есть механизмы динамической подгрузки библиотек. Суть динамической подгрузки состоит в том, что запущенная программа может по собственному усмотрению подключить к себе какую-либо библиотеку. Благодаря этой возможности создаются программы с подключаемыми плагинами, такие как XMMS. В этой главе мы не будем рассматривать динамическую подгрузку, а остановимся на классическом использовании статических и динамических библиотек.

С точки зрения модели КИС, библиотека — это сервер. Библиотеки несут в себе одну важную мысль: возможность использовать одни и те же механизмы в разных программах. В Linux библиотеки используются повсеместно, поскольку это очень удобный способ «не изобретать велосипеды». Даже ядро Linux в каком-то смысле представляет собой библиотеку механизмов, называемых системными вызовами.

Статическая библиотека — это просто архив объектных файлов, который подключается к программе во время линковки. Эффект такой же, как если бы вы подключали каждый из файлов отдельно.

В отличие от статических библиотек, код совместно используемых (динамических) библиотек не включается в бинарник. Вместо этого в бинарник включается только ссылка на библиотеку.

Рассмотрим преимущества и недостатки статических и совместно используемых библиотек. Статические библиотеки делают программу более автономной: программа, скомпонованная со статической библиотекой может запускаться на любом компьютере, не требуя наличия этой библиотеки (она уже «внутри» бинарника). Программа, скомпонованная с динамической библиотекой, требует наличия этой библиотеки на том компьютере, где она запускается, поскольку в бинарнике не код, а ссылка на код библиотеки. Не смотря на такую зависимость, динамические библиотеки обладают двумя существенными преимуществами. Во-первых, бинарник, скомпонованный с совместно используемой библиотекой меньше размером, чем такой же бинарник, с подключенной к нему статической библиотекой (статически скомпонованный бинарник). Во-вторых, любая модернизация динамической библиотеки, отражается на всех программах, использующих ее. Таким образом, если некоторую библиотеку foo используют 10 программ, то исправление какой-нибудь ошибки в foo или любое другое улучшение библиотеки автоматически улучшает все программы, которые используют эту библиотеку. Именно поэтому динамические библиотеки называют совместно используемыми. Чтобы применить изменения, внесенные в статическую библиотеку, нужно пересобрать все 10 программ.

В Linux статические библиотеки обычно имеют расширение .a (Archive), а совместно используемые библиотеки имеют расширение .so (Shared Object). Хранятся библиотеки, как правило, в каталогах /lib и /usr/lib. В случае иного расположения (относится только к совместно используемым библиотекам), приходится немного «подшаманить», чтобы программа запустилась.

3.2. Пример статической библиотеки

Теперь давайте создадим свою собственную библиотеку, располагающую двумя функциями: h_world() и g_world(), которые выводят на экран «Hello World» и «Goodbye World» соответственно. Начнем со статической библиотеки.

Начнем с интерфейса. Создадим файл world.h: Здесь просто объявлены функции, которые будут использоваться.

Теперь надо реализовать серверы. Создадим файл h_world.c: Теперь создадим файл g_world.c, содержащий реализацию функции g_world(): Можно было бы с таким же успехом уместить обе функции в одном файле (hello.c, например), однако для наглядности мы разнесли код на два файла.

Теперь создадим файл main.c. Это клиент, который будет пользоваться услугами сервера:

Теперь напишем сценарий для make. Для этого создаем Makefile: Не забывайте ставить табуляции перед каждым правилом в целевых связках.

Осталось только проверить, работает ли программа и разобраться, что же мы такое сделали:

Итак, в приведенном примере появились три новые вещи: опции -l и -L компилятора, а также команда ar. Начнем с последней. Как вы уже догадались, команда ar создает статическую библиотеку (архив). В нашем случае два объектных файла объединяются в один файл libworld.a. В Linux практически все библиотеки имеют префикс lib.

Как уже говорилось, компилятор gcc сам вызывает линковщик, когда это нужно. Опция -l, переданная компилятору, обрабатывается и посылается линковщику для того, чтобы тот подключил к бинарнику библиотеку. Как вы уже заметили, у имени библиотеки «обрублены» префикс и суффикс. Это делается для того, чтобы создать «видимое безразличие» между статическими и динамическими библиотеками. Но об этом речь пойдет в других главах книги. Сейчас важно знать лишь то, что и библиотека libfoo.so и библиотека libfoo.a подключаются к проекту опцией -lfoo. В нашем случае libworld.a «урезалось» до -lworld.

Опция -L указывает линковщику, где ему искать библиотеку. В случае, если библиотека располагается в каталоге /lib или /usr/lib, то вопрос отпадает сам собой и опция -L не требуется. В нашем случае библиотека находится в репозитории (в текущем каталоге). По умолчанию линковщик не просматривает текущий каталог в поиске библиотеки, поэтому опция -L. (точка означает текущий каталог) необходима.

3.3. Пример совместно используемой библиотеки

Для того, чтобы создать и использовать динамическую (совместно используемую) библиотеку, достаточно переделать в нашем проекте Makefile.

Внешне ничего не изменилось: программа компилируется, запускается и выполняет те же самые действия, что и в предыдущем случае. Изменилась внутренняя суть, которая играет для программиста первоочередную роль. Рассмотрим все по порядку.

Правило для сборки binary теперь содержит пугающую опцию -Wl,-rpath,. Ничего страшного тут нет. Как уже неоднократно говорилось, компилятор gcc сам вызывает линковщик ld, когда это надо и передает ему нужные параметры сборки, избавляя нас от ненужной платформенно-зависимой волокиты. Но иногда мы все-таки должны вмешаться в этот процесс и передать линковщику «свою» опцию. Для этого используется опция компилятора -Wl,option,optargs. Расшифровываю: передать линковщику (-Wl) опцию option с аргументами optargs. В нашем случае мы передаем линковщику опцию -rpath с аргументом . (точка, текущий каталог). Возникает вопрос: что означает опция -rpath? Как уже говорилось, линковщик ищет библиотеки в определенных местах; обычно это каталоги /lib и /usr/lib, иногда /usr/local/lib. Опция -rpath просто добавляет к этому списку еще один каталог. В нашем случае это текущий каталог. Без указания опции -rpath, линковщик «молча» соберет программу, но при запуске нас будет ждать сюрприз: программа не запустится из-за отсутствия библиотеки. Попробуйте убрать опцию -Wl,-rpath,. из Makefile и пересоберите проект. При попытке запуска программа binary завершится с кодом возврата 127 (о кодах возврата будет рассказано в последующих главах). То же самое произойдет, если вызвать программу из другого каталога. Верните обратно -Wl,-rpath. пересоберите проект, поднимитесь на уровень выше командой cd .. и попробуйте запустить бинарник командой world/binary. Ничего не получится, поскольку в новом текущем каталоге библиотеки нет.

Есть один способ не передавать линковщику дополнительных опций при помощи -Wl — это использование переменной окружения LD_LIBRARY_PATH. В последующих главах мы будем подробно касаться темы окружения (environment). Сейчас лишь скажу, что у каждого пользователя есть так называемое окружение (environment) представляющее собой набор пар ПЕРЕМЕННАЯ=ЗНАЧЕНИЕ, используемых программами. Чтобы посмотреть окружение, достаточно набрать команду env. Чтобы добавить в окружение переменную, достаточно набрать export ПЕРЕМЕННАЯ=ЗНАЧЕНИЕ, а чтобы удалить переменную из окружения, надо набрать export -n ПЕРЕМЕННАЯ. Будьте внимательны: export — это внутреннаяя команда оболочки BASH; в других оболочках (csh, ksh, . ) используются другие команды для работы с окружением. Переменная окружения LD_LIBRARY_PATH содержит список дополнительных «мест», разделенных двоеточиеями, где линковщих должен искать библиотеку.

Читайте также: Rename dir mac os

Не смотря на наличие двух механизмов передачи информации о нестандартном расположении библиотек, лучше помещать библиотеки в конечных проектах в /lib и в /usr/lib. Допускается расположение библиотек в подкаталоги /usr/lib и в /usr/local/lib (с указанем -Wl,-rpath). Но заставлять конечного пользователя устанавливать LD_LIBRARY_PATH почти всегда является плохим стилем программирования.

Следующая немаловажная деталь — это процесс создания самой библиотеки. Статические библиотеки создаются при помощи архиватора ar, а совместно используемые — при помощи gcc с опцией -shared. В данном случае gcc опять же вызывает линковщик, но не для сборки бинарника, а для создания динамической библиотеки.

Источник

Библиотеки Linux

Все мы привыкли пользоваться программами в любой операционной системе для решения своих задач. Но за функциональностью программ стоит еще одна вещь, с которой мы редко встречаемся при обычной работе с компьютером. Это библиотеки, которые содержат общий набор функций и возможностей, используемых программами. Например, большинство программ, написанных на Си, используют стандартную библиотеку Си, в которой содержатся все основные возможности взаимодействия с системой.

У каждой программы есть свой набор библиотек, которые должны быть в системе чтобы она смогла работать. Иначе бы программистам пришлось заново изобретать различные алгоритмы, писать много кода и разработка программ занимала бы в разы больше времени. В этой статье мы собрали основные библиотеки Linux, а также их предназначение. Эта информация поможет вам лучше освоиться в системе.

Что такое библиотеки?

Как я уже говорил выше — библиотеки реализуют общие возможности, которые потом используются программами. Если говорить просто, то библиотека — это набор функций, каждую из которых можно использовать в любой программе. Например, если программе нужно вывести строку на экран, она не будет лезть прямо в буфер видеокарты, а использует функцию из стандартной библиотеки.

Библиотеки делятся на два типа — динамические и статические. Статические библиотеки linux подключаются на этапе сборки программы, а динамические — во время выполнения и они общие для нескольких программ. Нас будут интересовать именно динамические библиотеки linux. Они находятся в папках /lib, /lib64, /usr/lib, /usr/lib/x86_64-linux-gnu. Каждая библиотека имеет расширение .so, за которым следует номер версии. Этот номер увеличивается каждый раз, когда разработчики вносят серьезные изменения. Такой подход необходим для того, чтобы сохранить совместимость для программ, использующих старые версии. Например, в системе может быть две библиотеки libfuse.so.0 и libfuse.so.1. Далее мы рассмотрим основные библиотеки и их предназначение.

Как получить информацию о библиотеках?

Перед тем как перейти к рассмотрению самих библиотек, вам, наверное, будет интересно, как получить информацию о них и узнать где они находятся в вашей системе. Библиотеки Linux могут быть размещены в различных каталогах, в зависимости от дистрибутива, но посмотреть эти каталоги можно, выполнив:

Во всех перечисленных здесь каталогах находятся статические и динамически библиотеки Linux:

ls -l /lib/x86_64-linux-gnu/

Информацию о зависимостях каждой библиотеки вы можете посмотреть командой ldd:

А еще можно узнать какому пакету принадлежит библиотека в Ubuntu:

dpkg -S /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.24.so

Как видите, библиотека ld.so принадлежит пакету libc6, точнее она входит в набор инструментов Си. Более подробно, о том, как устанавливать новые библиотеки и решать проблемы с ними, описано в статье библиотеки Ubuntu.

Основные библиотеки

Это библиотеки основных языков программирования, которые содержат базовую функциональность для взаимодействия с системой.

libanl.so — библиотека работы с DNS;
libc.a — основная статическая библиотека языка Си;
libdl.a — библиотека, отвечающая за загрузку других библиотек во время запуска программы;
libnsl.so — работа со службой NIS;
libstdc++.so — стандартная библиотека C++;
libutil.so — реализует основные часто используемые функции;
libelf.so — библиотека для работы с бинарными файлами ELF;
libevent.so — библиотека с реализацией механизма вызова функций после события;
libgnutls.so — библиотека с основными методами и возможностями, используемыми в стандартных утилитах Linux;
ld-linux.so — главная библиотека, она собрана в виде статической и не имеет зависимостей. Загружает другие библиотеки и исполняемые файлы. Вы можете вызвать эту библиотеку как программу и передать ей адрес исполняемого файла для запуска.

Библиотеки кодеков

Эти библиотеки содержат наборы кодеков для воспроизведения различных медиа данных. Некоторые из них имеют несвободную лицензию или закрытый исходный код:

liba52.so — свободный декодер ATSC A/52;
libavfilter6.so — библиотека фильтров ffmpeg;
libavcodec57.so — библиотека кодеков ffmpeg;
libavformat57.so — библиотека форматов ffmpeg;
libavutil55.so — библиотека дополнительных функций ffmpeg;
libdv.so — программный кодек для DV;
libmad.so — MPEG аудио декодер;
libmpeg2.so — потоковый декодер видео данных;
libmpg123.so — библиотека консольного плеера mpg123;
libwebp.so — декодирование формата Webp;
libxvidcore.so — медиа кодек MPEG-4.

Звуковые библиотеки

libao.so — библиотека проигрывания звука с простым интерфейсом;
libasound.so — библиотека взаимодействия со звуковой подсистемой ALSA;
libaudio2.so — библиотека работы со звуком, входит в состав ALSA;
libespeak.so — библиотека синтеза речи;
libpulse.so — библиотека с основными методами PulseAudio;

Работа с архивами

libarchive.so — библиотека для работы с архивами различных форматов;
liblzma.so — работа с архивами LZMA.

Графические библиотеки

libart.so — библиотека с реализацией функций для работы с 3d графикой;
libaa.so — библиотека ASCII графики;
libgtk-3.so — набор методов графического фреймворка GTK 3;
libgd.so — базовые функции работы с графикой и рисования;
libgif.so — работа с форматом изображений Gif;
libjpeg.so — работа с изображениями Jpeg;
libglapi.so — свободная реализация методов для работы с OpenGL;
libgtk-x11-2.0.so — набор методов библиотеки GTK 2;
libwx_baseu.so, libwx_baseu_net-3.0.so и другие — набор библиотек фремворка создания графических приложений WX;
libX11.so — основные методы и функции X сервера;
libncurses.so — одна из самых популярных библиотек псевдографики;
libQtGui.so, libQt5Svg.so, libQt5Widgets.so и другие — библиотеки фреймворка разработки графических приложений Qt.

Работа с текстом

libaspell.so — библиотека проверки орфографии;
libfreetype.so — библиотека отрисовки шрифтов;
libharfbuzz.so — библиотека обработки символов Unicode;
libxml2.so — библиотека разбора XML;
libyaml-0.so — библиотека разбора Yaml.

Безопасность

libcrack.so — библиотека с реализацией методов перебора паролей для проверки их надежности;
libcrypt.so — библиотека, отвечающая за шифрование;
libssl3.so — библиотека шифрования SSLv3;
libapparmor.so — библиотека управления системой безопасности AppArrmor;
libaudit.so — библиотека слежения за состоянием системы и регистрации событий.

Библиотеки драйверов

libcups.so — библиотека работы с принтером;
libfuse.so — библиотека организации виртуальных файловых систем;
libgphoto2.so — библиотека взаимодействия с камерами по USB;
libsensors.so — используется для получения информации от датчиков на материнской плате;
libudisks2.so — библиотека usisks, которая отвечает за автоматическое монтирование и обнаружение подключенных устройств;
libv4l1.so — библиотека работы с веб-камерами;
libpci.so — библиотека работы с PCI устройствами;
libusb-1.0.so — библиотека управления USB;
libdrm.so — библиотека с общими возможностями Direct Rendering Manager, отрисовки графики с помощью видеокарты;
libdrm_amdgpu.so — DRM для драйвера AMDGPU;
libdrm_intel.so — DRM для карт Intel;
libdrm_nouveau.so — свободный DRM для видеокарт Nvidia;

libresolv.so — библиотека получения IP адреса по имени хоста;
libpcap.so — библиотека анализа и захвата сетевых пакетов;
libproxy.so — настройка и управление прокси;

Эмуляция

libSDL.so — библиотека эмуляции загрузки компьютера и базовых возможностей BIOS;
libwine.so — библиотека прослойки для запуска приложений Windows в Linux.
libvirt.so — библиотека управления KVM;

Выводы

В этой статье мы собрали основные библиотеки Linux, которые имеют наибольшее значение для работы операционной системы. Конечно, невозможно перечислить здесь абсолютно все библиотеки, потому что их очень много. Надеюсь эта информация была полезной для вас.

На завершение урок про библиотеки Linux:

Источник