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为什么我反对普遍地静态链接?

这是我查看知乎私信时不小心瞅到的问题所触发的。由于 Go 在国内的兴起,我对这个问题也多有思考,就放在这里记录一下好了。知乎的链接我就不贴了,带 nofollow 的都懒得贴了。

首先,我们搞清楚问题是什么。或者说,我反对的究竟是什么?

静态链接,即早期唯一的一种链接出二进制可执行文件的方式,把所有程序需要用到的库全部打包到一个文件里边。后来,由于存储空间越来越不够用,所以发展出了动态共享库,也就是把库编译成 so、dll 或者 dylib 这种由动态库装载器在程序运行前或者运行时进行链接的方案。

静态链接的优点

  1. 方便分发,不会因为库的升级而导致程序无法运行。这一点没有严格指定依赖版本的 Arch Linux 用户应该都有所体会。当你更新某个库(比如 boost 或者 icu 什么的)之后,动态链接到旧库的程序会出错。

  2. 效率稍高。这个反正人类是体会不到的。

基于第一点,用于急救的重要程序最好使用静态链接,特别是 busybox。以前我会安装 busybox 的,后来因为 Arch 改用动态链接 C 库了,对于我不再有意义,所以卸载了。以后 C 库如果出问题就直接重启进救援系统了。

另外我还有静态链接的 32 位 Vim,为的是在 Vim 依赖库更新而 Vim 没更新时依旧有个顺手的编辑器可用。我一直自行编译 Vim 因此这个曾经十分有用。不过由于现在对经常变动导致问题的解释器支持采用运行时动态链接,所以基本不受影响了。

静态链接的缺点

这个可以列出长长的一串了。

  1. 占用磁盘空间。我就不怎么喜欢 Haskell 写的程序,太占硬盘了,一个程序就几十M。当然换新电脑之后目前硬盘空间有富余。但是它们还是会渐渐被我的各种源码和虚拟机什么的填满的。

  2. 占用内存空间。可执行文件在执行时是需要映射到内存中的。如果使用动态链接,那么因为是同一文件,所以在内存时只需要映射一份就可以了。而静态链接,不仅因为来源于不同的文件而需要加载、映射多次,而且因为来自于不同的构建等原因,逻辑上相同的代码往往并不会造成映射之后的内存页相同,使得内存去重机制(如 UKSM)失效。

    别说内存是白菜价,除非你来给我手上的笔记本、VPS、服务器、路由器、单板机等都配置个几十G的内存,我付给你等质量的白菜。还记得比尔·盖茨说过的话吗——「640K足够了」。够了吗?

  3. 占用 I/O 带宽。可执行文件越大,在内存里没有缓存时需要从外存读取的数据也就越多,耗时也就越长。而因为文件体积增大,内存资源越发不够用,I/O 缓存越少,导致缓存命中更低。

  4. 占用网络带宽。你可执行文件是从网上下的吧?你在国内看个视频还挺流畅,但是到世界各地去下软件你试试看?

  5. 运行时链接。我写了一个程序,支持 MySQL、SQLite3、PostgreSQL、MongoDB、Oracle 等等等等数据库。但是你显然不会用到所有的数据库支持吧?那你为什么要所有这些数据库的连接库来用一个 SQLite3 数据库的功能呢?使用运行时链接(dlopen 那些函数),程序可以在运行的时候动态判断并加载它此次运行所需要的动态库。

  6. 升级。openssl 爆出了一个很严重的安全漏洞,已经被修复了,你怎么办?当然是升级呗。那你希望是更新一个几M的包然后重启服务器解决问题,还是下载好几百M的程序、更新每一个你所用到的使用了 openssl 的程序?更何况那些程序本身不一定都更新了,也许为了安全你得自行编译其中的很大一部分(你可以期望有一个安全团队在半夜爬起床去更新一个软件,但是你觉得上千项目的开发者都会这么做吗)。你也不一定能够找到所有静态链接了有漏洞的 openssl 版本的程序,万一漏掉一个,你整个服务器的安全性就没了(所以 openssl heartbleed 漏洞更新之后建议是重启系统而不是重启各服务)。

更别说更底层的库了,比如 C 库或者 C++ 库。不至于人家更新了一行代码,你就要重装整个系统吧?

静态链接有它自身的用处,但是它并不适合所有情况,甚至并不适合大多数情况。动态链接以其微小的运行效率损失为代价,为不论是最终用户还是开发者、打包者提供了更为优秀的库管理方案。之所以很多人看到静态链接相对于动态链接的优势,我认为还是因为他们没什么机会看到静态链接、尤其是大量静态链接会带来的问题。

你不需要把程序都静态链接。你需要的只不过是一个优秀的包管理器和维护团队而已

Category: Linux | Tags: linux 编译 go 编程语言
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2011
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在 Linux 下交叉编译带 Python 3 支持的 gvim.exe

今天再一次在 yaourt 的输出中瞥见 mingw 这几个字符,好奇地看了下说明:A C and C++ cross-compilers for building Windows executables on Linux。这个不就是传说中的交叉编译器么?

试试看。以前自己在虚拟机里为 Windows 编译过很多次的 vim,要是能弄到真机下来编译效率应该会高很多。(不,我不是说虚拟机的性能差,而是 Windows 下跑 mingw 这种一堆进程的东西效率差。)

说干就干,几十 M 的 mingw-gcc 及其依赖下好,git archive all|tar x -C ~tmp/vim弄份崭新的 vim 源码,把以前在 win 下用的Make_ming.mak拷过来改改,设置CROSS=yes什么的,然后开始编译!然后很快就出错了,找不到编译器i586-pc-mingw32msvc-gcc。唔,我确实没有那个东东,只有i486-mingw-gcc,去把CROSS_COMPILE这个变量改了就好。然后再 make。这一次的结局是——找不到 Python/Ruby/Lua 的头文件、找不到它们中的符号……好吧,你这交叉编译器当然找不到它们,先注释掉好了。然后重新编译,很顺利地出来个 gvim.exe 了~拿到 Windows 虚拟机里跑一下,一切正常~

好开心,第一次玩交叉编译就成功了。不过还有些小遗憾:没有那些外部脚本语言的支持。这可怎么办呢?我上哪儿找用于交叉编译的库呢?光想是没有用的,还是得尝试。用 Linux 版的库肯定不行,那就试试 Windows 版的。先拿 Python 3 支持测试。把 Windows 下安装的 Python 3 文件夹复制过来,修改下路径,再 make。很正常地,我的第一次尝试总是不成功,好在也不是大问题:Make_ming.mak里写的 include 目录不对:

ifeq ($(CROSS),no)
PYTHON3INC=-I $(PYTHON3)/include
else
PYTHON3INC=-I $(PYTHON3)/win32inc
endif

看看自己的 Python 3 目录,这里的win32inc应该是include。改改就好了 ;-)

嗯,顺利成功了!接下来,把 Windows 版的 Ruby 和 Lua 也弄过来就不用再跑到虚拟机里去编译 Windows 版的 Vim 了!嗯,NSIS 也有 Linux 版,虽然是在 AUR 里。

最后,编译好的 gvim 还是在这里

Category: Vim | Tags: vim windows 交叉编译 编译 linux
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2011
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Python3.2mu 与 Vim

曾经,我辛苦两星期自以为终于弄好了 Vim 的 +python3 特性,却未曾想到,编译新发布的安装 Python3.2 后 Vim 的 Python3 支持再次悲剧……

事情是这样的。在vim-cn群有人编译 Python3.2 出错问我。我于是把之前为尝新鲜而 make 的 Python3.2 又 make install 了。然后 ./configure 时就出问题了。具体错误不记得了,反正是找不到什么文件。后来我找出了我以前写的一个从 C 调用 Python 代码的小程序,编译通过,链接时找不到某些符号。折腾了好久,才知道是 Python3.2 的安装出错了,./configure 时要加 --enable-shared 参数。当然,我还比较习惯加上 --with-wide-unicode 参数。

于是我的 C 小程序编译运行成功。但 Vim 的依旧悲剧。看了 src/configure.in,注意到它并没有使用 pkg-config,而是按以前 Python 的头文件和库文件的规律硬编码进去的。这时我才发现 Python 的相关文件/目录都多了个 mu 后缀:

>>> pkg-config --cflags --libs python-3.2
-I/usr/local/include/python3.2mu  -L/usr/local/lib -lpython3.2mu
>>> ls -li /usr/local/bin/python*
163890 -rwxr-xr-x 3 root root 10877 2011-03-01 23:16 /usr/local/bin/python3
163890 -rwxr-xr-x 3 root root 10877 2011-03-01 23:16 /usr/local/bin/python3.2
164216 lrwxrwxrwx 1 root root    18 2011-03-01 23:18 /usr/local/bin/python3.2-config -> python3.2mu-config
163890 -rwxr-xr-x 3 root root 10877 2011-03-01 23:16 /usr/local/bin/python3.2mu
164107 -rwxr-xr-x 1 root root  1827 2011-03-01 23:18 /usr/local/bin/python3.2mu-config
164252 lrwxrwxrwx 1 root root    16 2011-03-01 23:18 /usr/local/bin/python3-config -> python3.2-config

这个 mu 后缀是什么意思呢?搜了半天,终于找到了:m 是普通版,u 是宽字符版(--with-wide-unicode),还有个 d 表示使用了 --with-pydebug 参数编译的。加了这些后缀,于是 Vim 配置脚本的硬编码就失败了。(它为什么要硬编码呢……T.T)对于 mu 版,修改方法是这样的:

# For Python3.2
if which python3 >/dev/null 2>&1 && [ $(python3 -c 'import sys; print(sys.version_info.minor)') -ge 2 ]; then
  sed -i -e 's|-lpython${vi_cv_var_python3_version}[dmu]*|-lpython${vi_cv_var_python3_version}mu|' \
         -e 's|python${vi_cv_var_python3_version}/config[^"]*|python${vi_cv_var_python3_version}/config-3.2mu|' \
         -e 's|include/python${vi_cv_var_python3_version}[dmu]*|include/python${vi_cv_var_python3_version}mu|' \
    src/configure.in
  # Fixed: no longer needed.
  # sed -i -e 's|PyEval_InitThreads();|/* PyEval_InitThreads(); */|' \
  #   src/if_python3.c
  autoconf=1
fi

[ $autoconf -eq 1 ] && (cd src && autoconf)

后面那个对 src/if_python3.c 的修改我也不知道是为什么,反正不这样的话调用 Python 时就 SIGABRT 出错退出,而这样改了之后好像也没什么负面影响。至于找出这个语句的办法嘛,当然是不知比 jdb 好用多少倍的 gdb 啰。


2011年4月19日更新修正了 Python3 接口的内存泄漏问题,发现已不再需要删掉那句代码了(删掉后反而出错)。

Category: python | Tags: python vim 编译
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成功实现Linux控制台(纯终端)中文显示与宽屏支持

这里的Linux控制台中文显示,当然不是指安装个zhcon/fbterm/fbiterm之类的东东啦。这些东西在我这里都有些bug。zhcon显示效果不错,还支持输入法,但是滚屏的时候文本几乎不动,根本无法正常使用w3m。fbterm显示的字体很丑,特别是在宽屏下。这个可以调,但我没能调出自己觉得满意的。fbiterm显示要好看点。记得都是有些显示上的问题的。在Ubuntu软件源里还有一个日本人做的jfbterm,在我这里有严重bug——启动Vim后无响应,退出出现段错误,然后无论怎么折腾键盘,就是没任何响应了……

我多想控制台能直接支持中文显示啊!

所以,经过长时间的磨砺后,我终于决定自动给内核打上中文显示的补丁。内核源码在http://www.kernel.org/下载,补丁在这里,我只下了前两个补丁。

这里说一下,打补丁的时候可以直接bzcat xxx|patch -p1,不需要先解压(我终于知道bzcat/zcat这种东西有什么用了 =_=!)。另外,记得参数加-p1哦。我不小心用-p0了,结果N多failed,吓到我了呢。

补丁打好后看看README文件就知道怎么编译了,在Arch的Wiki上有更详细的编译和安装说明。下面是我用过的命令——

mkdir ../build
make O=../build menuconfig
# 注意备份 ../build/.config 文件
make O=../build
sudo make O=../build modules_install
cd ../build
sudo cp -v arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz-2.6.35.3-lily
sudo cp -v System.map /boot/System.map-2.6.35.3-lily

#Ubuntu 用,注意有个 - 没了。。。
sudo mkinitramfs -k 2.6.35.3lily -o /boot/kernel26-lily
#Arch 用
#sudo mkinitcpio -k 2.6.35.3-lily -g /boot/kernel26-lily

首先是建立了个输出目录。以后几乎所有的make都要加上O=这个目录。第一个make是配置内核,N多选项,一项项看很费时的,而且似乎是根据系统情况生成的。这里和本文主题息息相关的是要记得选上framebuffer支持,然后选个字体编译进去。我还设置了分辨率的,不知道和后来支持宽屏有没有关系。另外,在这里可以启用启动时的图片。不知道是什么的请移步这里。默认的图片是Tux,当然是可以改的,直接替换drivers/video/logo下相应的图片就可以了,比如我替换的是logo_linux_clut224.ppmppm图片可以使用如下命令生成(via):

pngtopnm linuxlogo.png > linuxlogo.pnm
pnmquant 224 linuxlogo.pnm > linuxlogo224.pnm
pnmtoplainpnm linuxlogo224.pnm > linuxlogo224.ppm

这些弄好后就开始make了,很耗时的,我这里大约用了一个多小时。

这些弄完后就可以重启了(要祈祷的哦 :-))。记得给内核传个vga=791之类的参数,虽然说不传这个也是可以显示汉字的。

幸运的话就这么就OK了,不过还不是宽屏的。我这里进X时会出现“工作在低画质模式”的提示,重启X后正常了,再回到控制台下,发现分辨率莫名地变成宽屏的了~~

后来lsmod看到加载了以前安装了但没有用的nouveau驱动,于是把/etc/X11/xorg.conf也给改了:

Section "Device"
        Identifier      "Configured Video Device"
        Driver  "nouveau"
        # Driver        "nvidia"
        Option  "NoLogo"        "True"
EndSection

Section "Module"
        Load    "drm" # 这个是后来加的
        Load    "glx"
EndSection

这样启用nouveau驱动,不用每次进图形界面时重启X了。控制台表现相当完美,除了不知道为什么登录前的那些文字变成了黄色的。。。而且,在图形界面与控制台界面切换相当迅速,不会先黑一下了。

但是——

但是,不能启动compiz了。compiz的有些窗口管理功能还是相当不错的。我尝试重装安装nvidia的官方驱动,新立得告诉我子进程返回了错误号10。去看了下日志:

*** Unable to determine the target kernel version. ***

也就是说,相应的内核模块无法编译了,不知道应该怎么hack,只好暂时放弃了。555...


2012年10月8日更新:在 ChinaUnix 上的补丁已经失效了。这里有另外的人维护的 cjktty 分支可直接使用。说明

2013年10月25日更新:repo.or.cz 上的 cjktty 不再更新了。新的仓库在 GitHub 上

Category: Linux | Tags: linux 中文支持 编译

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