glibc库详解及与POSIX，system V这些库之间关系的说明

自己想了解下关于system v，在网上看到一篇详细的说明，与大家分享一下，原文地址http://hi.baidu.com/tekuba/item/570887775696542e5c178918

以前对glibc，POSIX等的关系一直很迷惑。这是今天在网上找到的说明glibc，POSIX，system V关系的一篇不错的文章，虽然有些地方不通顺（大概是直接用机器翻译过来的），但大概意思能明白了。通过下面的说明，我们就可以明白linux应用层的层次构造。关键是glibc，他是linux最底层的api，他包括了很多的规范，比如system V，ISO C，和POSIX 。其他的函数库，都是在调用glibc的基础上进行各种扩展，如X库等。当然我的理解也可能有误，欢迎探讨指正。

下面是部分摘录：

glibc

　　glibc 是gnu发布的libc库，也即c运行库。

　　glibc是linux系统中最底层的api（应用程序开发接口），

　　几乎其它任何的运行库都会依赖于glibc。

　　glibc除了封装linux操作系统所提供的系统服务外，

　　它本身也提供了许多其它一些必要功能服务的实现，主要的如下：

）string，字符串处理

）signal，信号处理

）dlfcn，管理共享库的动态加载

）direct，文件目录操作

）elf，共享库的动态加载器，也即interpreter

）iconv，不同字符集的编码转换

）inet，socket接口的实现

）intl，国际化，也即gettext的实现

）io

）linuxthreads

）locale，本地化

）login，虚拟终端设备的管理，及系统的安全访问

）malloc，动态内存的分配与管理

）nis

）stdlib，其它基本功能

　　GLIBC 的内容

　 　由于glibc 囊括了几乎所有的UNIX 通行的标准（比如system V和POSIX标准，glibc都是包括的），可以想见其内容包罗万有。而就像其他的UNIX 系统一样，其内含的档案群分散于系统的树状目录结构中，像一个支架一般撑起整个作业系统。以glibc-2.2 为例，这些档案群主要包括:

　　1.分享函式库群: （.so为共享函数库）

　 　这是 glibc 的主体，分布 /lib 与 /usr/lib 中，包括 libc 标准 C 函式库、libm 数学函式库、libcrypt加密与编码函式库、libdb 资料库函式库、libpthread行程多执行绪函式库、libnss 网路服务函式库等等。这些都是可分享函式库，档名都以 .so 做结尾。其中，/lib/ld*.so 是程式与函式库连结的工具。有的用于程式编译时将程式与函式库内的函式物件连结，在只支援静态连结的系统中，此连结方式就是直接将所需的物件自函式库中抽出c程式的可执行档相连，而在支援可分享函式库的系统中，在程式编译时期的连结只是在执行档中纪录了 那些函式物件是存在那个函式库档案中，等该程式开始执行时，则由另一个负责动态连结的 ld*.so将所需的函式库连结好执行

　　一般而言，负责程式编译时期的连结器档名为 ld.so，而负责程式执行时的动态连结器档名为 ld- .so 或 ld-linux.so (在 GNU/Linux 系统中)。

　　函式库标头档与程式开发元件:

　　这些标头档档名都以 .h 为结尾，全部在/usr/include/ 底下，其内容为函式库中各函式的宣告、巨集定义、资料物件的型别等等，这些都是程式开发者不可或缺的部分。

　　除此之外，在 /usr/lib/ 中还有若干 .o 与 .a 的档案，这些是程式编译过程中要连结为可执行档时所需的元件，有些则为上述可分享函式库的静态连接版本，而后者可以在某些特殊场合下需要静态连结程式时使用。

　　函式库说明文件:

　 　在一般的 UNIX 系统下，这些说明文件是放在/usr/man 或 /usr/share/man 底下，统称为 man pages，其底下还分若干章节，其中第二章 (man2) 讲的是系统呼叫，而第三章 (man3) 讲的就是 libc 标准函式库，这些都是系统开发者重要的参考资料。

　　而在 GNU 的系统中，除了 man pages 之外，还有一套称为 info 的文件资料系统，而且里头的说明往往比 man pages 还要详尽，这在 glibc 中也不例外。Glibc 的info 文件位于/usr/share/info/libc.info* ，本文中有许多素材就是取自这些文件的内容。

　　字集转换模组与区域化资料库:

　 　这些是与程式国际化与本土化相关的部分，主要可分成四大块: /usr/lib/gconv/ 内含大量的字集转换模组，大部分是各种字集及编码方式与系统的基底字集之间的转换。第二块是/usr/lib/locale，内含以系统基底字集写成的区域化资料库 (locale)，像是 LC_CTYPE、LC_TIME等等。第三块是/usr/share/locale/，内含可跨平台使用的区域化资料，主要是各应用程式的?息翻译部分。而最后一块是 /usr/share/i18n/，其内容是各区域化资料库的原始码，以及系统支援的内码对应表等等。

　　时区资料库:

　　主要分别在 /usr/share/zoneinfo 底下，内含世界各地时区与格林威治时间的转换资料。

　　其他工具程式与设定档:

　 　工具程式分言 /usr/bin 与 /sbin 底下，包括一些转码与区域化资料库相关的程式如iconv, locale,localedef 等，以及用?盹@示应用程式与可分享函式库相依关系的 ldd, 还有可分享函式库搜寻路?焦芾沓淌 ldconfig 等。而其相关的设定档则位于 /etc 底下。

　　disaos

　　03-11-03, 10:42

　　GLIBC 的规格

　 　在 GNU/Linux 系统中，其C函式库的发展史点出了 GNU/Linux 演进的几个重要里程碑，由此可以突显出 C 函式库在系统中的地位与重要性。早期的 GNU/Linux 系统?K不支援可分享函式库，因此所有的应用程式都是以静态连结的方式存于系统中。直到 1995-1996 年 libc5 问世以后，系统才开始支援 ELF 可分享函式库，同时该版的 C 函式库也作了其他 UNIX 上大部分的功能与函式群，可谓 GNU/Linux 发展上的一大进步。

　　然而 libc5 在程式国际化 (I18N) 与本土化 (L10N) 方面的支援很差，故那个时候若要开发所谓中文化的程式，就非得自行作一套标准不可。直到一两年后， GNU/Linux 换用了 GNU 所开发的 glibc-2.0 做为其 C 函式库后，其国际化与本土化的支援才开始起步，后?须v经 glibc-2.1，到了现在的 2.2 版，整个多国语文的开发环境才大至成熟。

　　用 glibc 做为系统的 C 函式库，是 GNU/Linux 演进的一个重要里程碑。在 GNU 的计画中，开发 glibc 原本是要给他们尚未问世的核心 GNU/Hurd 用的，由于当时几乎 99% 的 GNU 系统工具已开发完成，就独缺核心Hurd（内核kernel），而恰巧 Linux 核心在Torvalds 的带领下已逐?u成熟稳定，而且可以顺利执行所有的 GNU 系统工具。故 GNU 团队便顺应 Linux 核心的特性，改写了他们的 glibc，使其可以适用于 Hurd 核心与 Linux 核心。如此，在这两个平台上就有了一致的程式开发环境，使得所有的 GNU 程式可以在这两个平台之间顺利移植。

　　比起过去的libc5，glibc 系列(一般又称之为libc6) 除了有完整的国际化与本土化支援外，同时还符合许多标准与规格，使得在glibc 下开发的程式可以很容易移植到其他UNIX 平台去。这些标准包括:

(以下都是glibc支持的规范)

　　ISO C:

　 　ISO C 是International Standardfor the C programming language 的缩写，此标准明定了C 语言的语法，标准C 函式库应具备那些标头档、巨集定义、函式与物件等等，几乎在任何平台上的 C 语言(包括非UNIX 平台) 都支援此标准。

　　POSIX:

　　POSIX 是Portable OperatingSystem Interface for Computer Environments 的缩写，它是ISO C的延伸，明定了一个可移植的作业系统所应具备种种条件，其范围不只有系统函式库而已，还同时包括一些标准的工具程式、系统核心应有的特色与?作、以及在 C 函式库中某些与作业系统相关的低阶控制支援(如系统呼叫窗口) 等等。由于glibc 是完全按照POSIX 的标准制作的，同时搭配了符合 POSIX 标准的Linux 核心，故在此环境下开发的程式可以做到完全符合POSIX 的规格。

　　Berkeley Unix:

　 　Berkeley Unix 泛称柏克莱大学所开发的 UNIX 系列作业系统，包括 4.2 BSD、4.3 BSD、4.4BSD 以及早期的 SunOS。这些系统的 C 函式库中有许多杰出的设计，但却没有在上述两个标准中，包括 select() 函式、sockets等等，这些在 glibc 中都有支援。

　　SVID:

　　SVID 是System V InterfaceDescription 的缩写，它是一份描述AT&T UNIX System V 系统规格的文件，它是POSIX 标准的延伸。Glibc ?作了大部分的SVID 规格要求，其中较重要的包括了行程之间的通?标准以及分享式记忆体(shared memory)，至于其他的部分则较不常使用。?作SVID 主要的目的是希望可以做到与UNIX System V 的相容与程式的可移植性。

　　XPG:

　 　XPG 是 X/Open Portability Guide 的缩写，是由 X/Open Company, Ltd. 所发表，同时X/Open 还拥有 UNIX 商标的版权。而这份规格不但是 POSIX 标准的扩充，同时也明定了一个 UNIX作业系统所应符合的要求。其中包括了 iconv() 字集转换介面，以及部分 BSD 与 SVID 的特色。