Statiska och delade bibliotek

Ett bibliotek är en samling kompilerade objektfiler som Ni kan återanvända i flera program utan att kompilera om källkoden varje gång.

C har två typer:

• Statiska bibliotek (.a) kopieras in i det körbara programmet vid länkningen
• Delade bibliotek (.so) läses in vid körning

Båda typerna börjar med objektfiler. Kompilera källfilerna med -c som vanligt.

Dessa .o-filer är råmaterialet som arkiveraren eller länkaren paketerar.

Arkiveraren ar paketerar objektfiler till ett .a-arkiv. Det konventionella namnet är lib<name>.a.

Flaggorna betyder: r infoga, c skapa vid behov, s skriv ett index.

Länka med -L för sök katalogen och -l för biblioteksnamnet (ta bort prefixet lib och suffixet .a).

Den kod som behövs kopieras in i det körbara programmet, som sedan körs fristående.

Statisk länkning är enkel och självförsörjande:

• Det körbara programmet innehåller allt och har inget beroende vid körning
• Men varje program som innehåller en kopia blir större
• Om ett fel i biblioteket rättas måste alla program som använder det länkas om

Delade bibliotek kan läsas in på valfri minnesadress, så deras kod måste vara positionsoberoende. Kompilera med -fPIC.

Detta genererar kod som använder relativ adressering i stället för fasta adresser.

Bygg .so-filen med -shared. Konventionen är lib<name>.so.

Till skillnad från ett statiskt arkiv är detta ett riktigt länkat objekt som laddaren kan mappa in vid körning.

Länkningen ser likadan ut som i det statiska fallet. Skillnaden är att koden inte kopieras in; endast en referens sparas.

Det körbara programmet förblir litet, men är nu beroende av att hitta libmymath.so vid körning.

Vid starten söker den dynamiska laddaren efter .so-filen i standardsökvägarna. Ett bibliotek i den aktuella katalogen finns inte med i den listan.

Ange bibliotekets plats för laddaren med LD_LIBRARY_PATH (Linux) vid testning.

Delade bibliotek byter enkelhet mot flexibilitet:

• En kopia i minnet delas av många program, vilket sparar RAM och diskutrymme
• En felrättning i .so-filen kommer alla program till godo utan omlänkning
• Men programmet startar inte om .so-filen saknas eller är inkompatibel

Den sista risken är det klassiska problemet med "beroendehelvetet".

Två verktyg hjälper Er att se vad en binärfil länkas mot:

• ldd app listar de delade bibliotek som laddaren behöver vid körning
• nm libmymath.a listar symbolerna (funktionerna) i ett bibliotek

Om ldd visar 'not found' kan laddaren inte hitta den .so-filen i sin sökväg.

Nu kan Ni bygga och länka båda bibliotekstyperna:

• Statiskt: ar rcs libX.a *.o, koden kopieras in i binärfilen, självförsörjande men större
• Delat: kompilera med -fPIC, bygg med -shared, koden läses in vid körning
• Länka båda med -L och -l; delade bibliotek behöver en sökväg vid körning, till exempel LD_LIBRARY_PATH

Nu har Ni hela verktygskedjan från förbehandling till bygge.