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program:c:用gcc_自製_library
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====== 用gcc 自製 Library ====== http://www.wretch.cc/blog/awaysu/25074587 Library可分成三種,**static**、**shared**與**dynamically loaded**。 ===== 1. Static libraries ===== Static 程式庫用於靜態連結,簡單講是把一堆object檔用ar(archiver)包裝集合起來,檔名以 `.a' 結尾。優點是執行效能通常會比後兩者快,而且因為是靜態連結,所以不易發生執行時找不到library或版本錯置而無法執行的問題。缺點則是檔案較大,維護度較低;例如library如果發現bug需要更新,那麼就必須重新連結執行檔。 ==== 1.1 編譯 ==== 編譯方式很簡單,先例用 `-c' 編出 object 檔,再用 ar 包起來即可。 <code c hello.c> #include <stdio.h> void hello(){ printf("Hello "); } </code> <code c world.c> #include <stdio.h> void world(){ printf("world."); } </code> <code c mylib.h> void hello(); void world(); </code> $ gcc -c hello.c world.c /* 編出 hello.o 與 world.o */ $ ar rcs libmylib.a hello.o world.o /* 包成 limylib.a */ 這樣就可以建出一個檔名為 libmylib.a 的檔。輸出的檔名其實沒有硬性規定,但如果想要配合 gcc 的 '-l' 參數來連結,一定要以 `lib' 開頭,中間是你要的library名稱,然後緊接著 `.a' 結尾。 ==== 1.2 使用 ==== <code c main.c > #include "mylib.h" int main() { hello(); world(); } </code> 使用上就像與一般的 object 檔連結沒有差別。 $ gcc main.c libmylib.a 也可以配合 gcc 的 `-l' 參數使用 $ gcc main.c -L. -lmylib **`-Ldir'** 參數用來指定要搜尋程式庫的目錄,`.' 表示搜尋現在所在的目錄。通常預設會搜 /usr/lib 或 /lib 等目錄。\\ **`-llibrary'** 參數用來指定要連結的程式庫 ,'mylib' 表示要與mylib進行連結,他會搜尋library名稱前加`lib'後接`.a'的檔案來連結。 $ ./a.out Hello world. ===== 2. Shared libraries ===== Shared library 會在程式執行起始時才被自動載入。因為程式庫與執行檔是分離的,所以維護彈性較好。有兩點要注意,shared library是在程式起始時就要被載入,而不是執行中用到才載入,而且在連結階段需要有該程式庫才能進行連結。 首先有一些名詞要弄懂,soname、real name與linker name。 **soname** 用來表示是一個特定 library 的名稱,像是 libmylib.so.1 。前面以 `lib' 開頭,接著是該 library 的名稱,然後是 `.so' ,接著是版號,用來表名他的介面;如果介面改變時,就會增加版號來維護相容度。 **real name** 是實際放有library程式的檔案名稱,後面會再加上 minor 版號與release 版號,像是 libmylib.so.1.0.0 。 一般來說,版號的改變規則是(印象中在 APress-Difinitive Guide to GCC中有提到,但目前手邊沒這本書),最尾碼的release版號用於程式內容的修正,介面完全沒有改變。中間的minor用於有新增加介面,但相舊介面沒改變,所以與舊版本相容。最前面的version版號用於原介面有移除或改變,與舊版不相容時。 **linker name** 是用於連結時的名稱,是不含版號的 soname ,如: libmylib.so。通常 linker name與 real name是用 ln 指到對應的 real name ,用來提供彈性與維護性。 ==== 2.1 編譯 ==== shared library的製作過程較複雜。 $ gcc -c -fPIC hello.c world.c 編譯時要加上 **-fPIC** 用來產生 position-independent code。也可以用 **-fpic** 參數。 (不太清楚差異,只知道 -fPIC 較通用於不同平台,但產生的code較大,而且編譯速度較慢)。 $ gcc -shared -Wl,-soname,libmylib.so.1 -o libmylib.so.1.0.0 \ hello.o world.o **-shared** 表示要編譯成 shared library\\ **-Wl** 用於參遞參數給linker,因此-soname與libmylib.so.1會被傳給linker處理。\\ **-soname** 用來指名 soname 為 limylib.so.1\\ **library** 會被輸出成libmylib.so.1.0.0 (也就是real name) 若不指定 soname 的話,在編譯結連後的執行檔會以連時的library檔名為soname,並載入他。否則是載入soname指定的library檔案。 可以利用 objdump 來看 library 的 soname。 $ objdump -p libmylib.so | grep SONAME SONAME libmylib.so.1 若不指名-soname參數的話,則library不會有這個欄位資料。 在編譯後再用 ln 來建立 soname 與 linker name 兩個檔案。 $ ln -s libmylib.so.1.0.0 libmylib.so $ ln -s libmylib.so.1.0.0 libmylib.so.1 ==== 2.2 使用 ==== 與使用 static library 同。 $ gcc main.c libmylib.so 以上直接指定與 libmylib.so 連結。 或用 $ gcc main.c -L. -lmylib linker會搜尋 libmylib.so 來進行連結。 如果目錄下同時有static與shared library的話,會以shared為主。使用 -static 參數可以避免使用shared連結。 $ gcc main.c -static -L. -lmylib 此時可以用 ldd 看編譯出的執行檔與shared程式庫的相依性 $ldd a.out linux-gate.so.1 => (0xffffe000) libmylib.so.1 => not found libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0xb7dd6000) /lib/ld-linux.so.2 (0xb7f07000) 輸出結果顯示出該執行檔需要 libmylib.so.1 這個shared library。會顯示 not found 因為沒指定該library所在的目錄,所找不到該library。 因為編譯時有指定-soname參數為 libmylib.so.1 的關係,所以該執行檔會載入libmylib.so.1。否則以libmylib.so連結,執行檔則會變成要求載入libmylib.so $ ./a.out ./a.out: error while loading shared libraries: libmylib.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory 因為找不到 libmylib.so.1 所以無法執行程式。有幾個方式可以處理。 **a.** 把 libmylib.so.1 安裝到系統的library目錄,如/usr/lib下\\ **b.** 設定 /etc/ld.so.conf ,加入一個新的library搜尋目錄,並執行ldconfig更新快取\\ **c.** 設定 LD_LIBRARY_PATH 環境變數來搜尋library這個例子是加入目前的目錄來搜尋要載作的library\\ $ LD_LIBRARY_PATH=. ./a.out Hello world. ===== 3. Dynamically loaded libraries ===== Dynamicaaly loaded libraries 才是像 windows 所用的 DLL ,在使用到時才載入,編譯連結時不需要相關的library。動態載入庫常被用於像plug-ins的應用。 ==== 3.1 使用方式 ==== 動態載入是透過一套 dl function來處理。 <code c> #include <dlfcn.h> void *dlopen(const char *filename, int flag); //開啟載入 filename 指定的 library。 void *dlsym(void *handle, const char *symbol); //取得 symbol 指定的symbol name在library被載入的記憶體位址。 int dlclose(void *handle); //關閉dlopen開啟的handle。 char *dlerror(void); //傳回最近所發生的錯誤訊息。 </code> <code c dltest.c > #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <dlfcn.h> int main() { void *handle; void (*f)(); char *error; /* 開啟之前所撰寫的 libmylib.so 程式庫 */ handle = dlopen("./libmylib.so", RTLD_LAZY); if( !handle ) { fputs( dlerror(), stderr); exit(1); } /* 取得 hello function 的 address */ f = dlsym(handle, "hello"); if(( error=dlerror())!=NULL) { fputs(error, stderr); exit(1); } /* 呼叫該 function */ f(); dlclose(handle); } </code> 編譯時要加上 -ldl 參數來與 dl library 連結 $ gcc dltest.c -ldl 結果會印出 Hello 字串 $ ./a.out Hello 關於dl的詳細內容請參閱 man dlopen ===== 參考資料:===== Creating a shared and static library with the gnu compiler [gcc]\\ http://www.adp-gmbh.ch/cpp/gcc/create_lib.html Program Library HOWTO\\ http://tldp.org/HOWTO/Program-Library-HOWTO/index.html
program/c/用gcc_自製_library.txt
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