Bibliotecas estáticas e compartilhadas

Uma biblioteca é um conjunto de arquivos de objeto compilados que você pode reutilizar em vários programas sem recompilar o código-fonte todas as vezes.

Em C, há dois tipos:

• Bibliotecas estáticas (.a), copiadas para o executável no momento da vinculação
• Bibliotecas compartilhadas (.so), carregadas em tempo de execução

Os dois tipos começam com arquivos de objeto. Compile seus códigos-fonte com -c, como de costume.

Esses arquivos .o são a matéria-prima que o arquivador ou o vinculador empacotará.

O arquivador ar reúne arquivos de objeto em um arquivo .a. O nome convencional é lib<name>.a.

As opções significam: r inserir, c criar se necessário, s gravar um índice.

Faça a vinculação com -L para o diretório de pesquisa e -l para o nome da biblioteca (remova o prefixo lib e o sufixo .a).

O código necessário é copiado para o executável, que então funciona de forma independente.

A vinculação estática é simples e autocontida:

• O executável contém tudo; não há dependência em tempo de execução
• Porém, cada programa que contém uma cópia produz binários maiores
• Corrigir um erro da biblioteca exige revincular todos os programas que a utilizavam

Bibliotecas compartilhadas podem ser carregadas em qualquer endereço de memória, portanto seu código precisa ser independente de posição. Compile com -fPIC.

Isso gera código que usa endereçamento relativo em vez de endereços fixos.

Compile o .so com -shared. A convenção é lib<name>.so.

Ao contrário de um arquivo estático, este é um objeto vinculado real que o carregador pode mapear em tempo de execução.

A vinculação é igual à do caso estático. A diferença é que o código não é copiado; apenas uma referência é registrada.

O executável permanece pequeno, mas agora depende de encontrar libmymath.so em tempo de execução.

Na inicialização, o carregador dinâmico pesquisa caminhos padrão pelo .so. Uma biblioteca no diretório atual não está nessa lista.

Indique esse caminho ao carregador com LD_LIBRARY_PATH (Linux) para testes.

As bibliotecas compartilhadas trocam simplicidade por flexibilidade:

• Uma única cópia na memória é compartilhada por vários programas, economizando RAM e espaço em disco
• Uma correção de erro no .so beneficia todos os programas sem revinculação
• Porém, o programa não inicia se o .so estiver ausente ou for incompatível

Esse último risco é o clássico 'inferno das dependências'.

Duas ferramentas ajudam você a ver com quais bibliotecas um binário é vinculado:

• ldd app lista as bibliotecas compartilhadas de que o carregador precisará em tempo de execução
• nm libmymath.a lista os símbolos (funções) dentro de uma biblioteca

Se ldd exibir 'not found', o carregador não conseguirá localizar esse .so no caminho de pesquisa.

Associe a opção ao objetivo.

Agora você já consegue compilar e vincular os dois tipos de biblioteca:

• Estática: ar rcs libX.a *.o, código copiado para o binário, autocontida, mas maior
• Compartilhada: compile com -fPIC, crie com -shared, código carregado em tempo de execução
• Vincule ambas com -L e -l; bibliotecas compartilhadas precisam de um caminho de pesquisa em tempo de execução, como LD_LIBRARY_PATH

Agora você tem toda a cadeia de ferramentas, do pré-processador à compilação.