Linux下库的编译和运行
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今天才知道吾爱破解可以通过发文章来申请会员,不过这几日没有新文章,原创文章如下,是我今年三月份写的一篇文章(最开始发表在我的博客上,不知道若没有首发在吾爱可不可以申请),文章是关于Linux下库的编译和运行,是在学习Android NDK的时候,捎带着把Linux下的看了看,不知道此文能否通过,不过很希望加入吾爱破解大家庭.
Linux下库的编译和运行|bugnofree|2016-03-02 Wed 05:07 PM|目录概览: 0x01.静态库的编译和使用0x02.动态库的编译和使用0x03.动态共享库显式调用..........1.C语言动态库的显式调用...........2.C++语言动态库的显式调用
Linux下的库大致有两种,分别是静态库和动态共享库.本文章将会介绍这两种库的编译以及运行.0x01.静态库的编译和使用环境为Ubuntu 14.04 x64,Linux下的静态库通常以.a为后缀,用于创建.a的工具为ar(archive的缩写).静态库链接后会将所有数据会添加到调用程序, 因此使用静态库的程序体积可能较大,但是使用静态库的程序不需要外部依赖项.
下面我们需要用到四个文件,如下所示:├── libsrc.cpp├── libhdr.h├── caller.cpp└── makefile
代码分别如下://libsrc.cpp#include<iostream>using namespacestd;void brother(){ cout<<"Brother is a handsomeboy!"<<endl;}void sister(){ cout<<"Sister is abeauty!"<<endl;} //libhdr.h#ifndef LIBHDR#define LIBHDRvoid brother();void sister();#endif //caller.cpp#include"libhdr.h"int main(){ brother(); sister(); return 0;} #makefileapp:caller.cpplibstatic.a @g++ -o app caller.cpp -I. -L. -lstatic libstatic.a:libsrc.o @ar rcs libstatic.a libsrc.olibsrc.o:libsrc.cpp @g++ -c libsrc.cpp clean:## Clean themiddle files like *.o *.a etc @-rm *.o *.a apprun:## Run the program @./app.PHONY:helphelp: @grep -E '^+:.*?## .*$$'$(MAKEFILE_LIST) | sort | awk 'BEGIN {FS = ":.*?## "}; {printf"\033
说明如下:1. 编写库libstatic.a的源码文件libsrc.cpp:1. 将libsrc.cpp编译为libsrc.o文件:g++ -c libsrc.cpp2. 生成库文件libstatic.a:ar rcslibstatic.a libsrc.o2. 编写头文件libhdr.h,包含所有库中的函数原型.3. 编写调用程序caller.cpp,包括库的头文件,并调用库函数4. 写makefile自动化编译运行其中的makefile可以使用make help来查看帮助,make来生成可执行程序,make run来运行程序,如下图所示:
其中makehelp很有用处,具体可以见参考链接2.0x02.动态库的编译和使用只需更改makefile如下即可:#makefileapp:caller.cpplibshared.so @g++ caller.cpp -o app -L. -lshared @echo You can type \"makerun\" to run the program. libshared.so:libsrc.cpp @g++ -fPIC -shared -o libshared.solibsrc.cpp clean:## Clean themiddle files like *.o *.a etc @-rm *.o *.a *.so app @echo Clean Done!run:## Run the program @echo Run the program.. @LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH./app.PHONY:helphelp: @grep -E '^+:.*?## .*$$' $(MAKEFILE_LIST)| sort | awk 'BEGIN {FS = ":.*?## "}; {printf"\033
主要有两个地方需要说明:
1.编译生成.so库的命令为:g++ -fPIC-shared -o libshared.so libsrc.cpp,其中的-fPIC表示编译位置无关代码(Position Independent Code), shared指明是生成动态链接库.
2.程序运行所需要的库,其默认的搜索路径一般为LD_LIBRARY_PATH所指定的路径,然后是/etc/ld.so.cache,再然后是/lib/和/usr/lib/.
这里我使用了设置环境变量LD_LIBRARY_PATH的方法.更多的方法可以参考链接3.0x03.动态共享库显式调用上述讲述的静态库和动态库都属于隐式调用.还有一种方式是显式调用.静态库因为直接"打包"到了程序中,因此显式调用是没有意义的. 动态共享库由于是在需要时才加载,所以往往是在需要的时候动态调用.1.C语言动态库的显式调用C语言动态库的显示调用很简单.
头文件dlfcn.h提供了下面几个接口:函数以指定模式打开指定的动态连接库文件,并返回一个句柄给调用进程void * dlopen(const char * pathname, int mode ) dlsym根据动态链接库操作句柄(pHandle)与符号(symbol),返回符号对应的地址.使用这个函数不但可以获取函数地址,也可以获取变量地址.void* dlsym(void*handle,const char* symbol) dlclose用于关闭指定句柄的动态链接库,只有当此动态链接库的使用计数为0时,才会真正被系统卸载.int dlclose (void*handle) 当动态链接库操作函数执行失败时,dlerror可以返回出错信息,返回值为NULL时表示操作函数执行成功.const char*dlerror(void)
下面是一套针对C语言编写的源码调用.//libsrc.c#include<stdio.h>void brother(){ printf("Brother is a handsomeboy!\n");} //libhdr.h#ifndef LIBHDR#define LIBHDRvoid brother();#endif //caller.c#include<dlfcn.h>#include"libhdr.h"int main(){ //函数指针声明 void (*bro)(); //句柄 void *handle =dlopen("./libshared.so", RTLD_LAZY); //获取函数指针 bro = dlsym(handle, "brother"); //调用函数 (*bro)(); //释放 dlclose(handle); return 0;} #makefileapp:caller.clibshared.so @gcc -rdynamic -o app caller.c -ldl @echo You can type \"makerun\" to run the program. libshared.so:libsrc.c @gcc -fPIC -shared -o libshared.solibsrc.c clean:## Clean themiddle files like *.o *.a etc @-rm *.o *.a *.so app @echo Clean Done!run:## Run the program @echo Run the program.. @./app.PHONY:helphelp: @grep -E '^+:.*?## .*$$'$(MAKEFILE_LIST) | sort | awk 'BEGIN {FS = ":.*?## "}; {printf"\033
其中有几个地方需要注意:1. 调用函数应该加入头文件dlfcn.h2. dlopen函数应该传入动态共享库的相对或者绝对路径,不需要额外设置库环境变量3. 主要的编译命令为:gcc -rdynamic -oapp caller.c -ldl2.C++语言动态库的显式调用由于没有专门针对C++语言动态库显示调用的API,因此还须借助为C语言提供的API,因此这就导致C++库代码的编写略为复杂.
解决方法是使用extern "C",这是C++中的关键字,用于声明C语言绑定的函数.这意味这只有非成员函数可以用此法来声明,因为它们不能重载. 使用这种方法后,C++中的函数名将会被作为符号名使用(C语言就是这样).通常地,我们就使用这种方法来用C++写动态库.
1)第一个例子是加载函数,如下://libsrc.cpp#include<iostream>using namespacestd;extern"C" void brother(){ cout<<"Brother is a handsomeboy!"<<endl;}extern"C" void sister(){ cout<<"Sister is abeauty!"<<endl;} //libhdr.h#ifndef LIBHDR#define LIBHDR #ifdef __cplusplusextern"C" {#endif void brother();void sister(); #ifdef __cplusplus }#endif #endif //caller.cpp#include<dlfcn.h>#include"libhdr.h"int main(){ //函数指针声明 void (*brother)(); void (*sister)(); //句柄 void *handle =dlopen("./libshared.so", RTLD_LAZY); //获取函数指针 brother = dlsym(handle,"brother"); sister = dlsym(handle, "sister"); //调用函数 sister(); brother(); //释放 dlclose(handle); return 0;} #makefileapp:caller.cpplibshared.so @g++ -rdynamic caller.cpp -o app-ldl @echo You can type \"makerun\" to run the program. libshared.so:libsrc.cpp @gcc -fPIC -shared -o libshared.solibsrc.cpp clean:## Clean themiddle files like *.o *.a etc @-rm *.o *.a *.so app @echo Clean Done!run:## Run the program @echo Run the program.. @./app.PHONY:helphelp: @grep -E '^+:.*?## .*$$'$(MAKEFILE_LIST) | sort | awk 'BEGIN {FS = ":.*?## "}; {printf"\033
其中的几点注意事项如下:1. 编译动态库仍然是使用gcc,虽然我们是C++源码,编译调用动态库的程序建议使用g++2. extern "C"关键字的使用,其中libsrc.h中的写法具有参照意义,因为这样的头文件既可以用于C++源码也可以用于C源码3. extern "C"有两种形式:第一种是extern"C" 变量或函数声明,第二种是另外就是extern"C"｛函数或变量声明｝.
第一种形式(inline form)表示同时声明为外部连接和C风格连接,而第二种形式仅声明为C风格连接(并不附带外部声明).例如:
//第一种形式 extern "C" int foo; //外部变量声明并且C风格连接 extern "C" void bar(); //外部函数声明并且C风格连接,此时就不能为static //第二种形式 extern "C" { int foo; //C风格连接,并且定义变量(不是外部连接声明!) void bar(); } //当将第二种形式改写成如下形式时,第一二两种形式才具有等价性: extern "C" { extern int foo; //这儿的extern声明其作用对象为外部连接 extern void bar(); }
4. 对于有extern "C"声明的函数,其作用只是改变了函数的连接形式(采用C风格,即在目标文件中的符号名与函数名相同),
并非改变函数的性质(也就是说被修饰的C++函数还可照常使用C++语言特性,与一般的C++函数除了多了个修饰之外,从外表上看并没有其它区别)2)第二个是加载C++中的类:
由于类定义在可执行程序中,我们不能使用new来实例化一个类,但我们可以通过C++的多态来解决这个问题. 首先我们定义一个带有虚成员的接口类,然后定义一个实现了其虚成员的衍生类. 这里使用C++ dlopen mini HOWTO中用到的代码. 如下所示://triangle.cpp: #include"polygon.hpp"#include<cmath> class triangle :public polygon {public: virtual double area() const { return side_length_ * side_length_ *sqrt(3) / 2; }}; // the classfactories extern"C" polygon* create() { return new triangle;} extern"C" void destroy(polygon* p) { delete p;} // polygon.hpp: #ifndefPOLYGON_HPP#definePOLYGON_HPP class polygon {protected: double side_length_; public: polygon() : side_length_(0) {} virtual ~polygon() {} void set_side_length(double side_length) { side_length_ = side_length; } virtual double area() const = 0;}; // the types ofthe class factoriestypedef polygon*create_t();typedef voiddestroy_t(polygon*); #endif //main.cpp: #include"polygon.hpp"#include<iostream>#include<dlfcn.h> int main() { using std::cout; using std::cerr; // load the triangle library void* triangle =dlopen("./triangle.so", RTLD_LAZY); if (!triangle) { cerr << "Cannot loadlibrary: " << dlerror() << '\n'; return 1; } // reset errors dlerror(); // load the symbols create_t* create_triangle = (create_t*)dlsym(triangle, "create"); const char* dlsym_error = dlerror(); if (dlsym_error) { cerr << "Cannot load symbolcreate: " << dlsym_error << '\n'; return 1; } destroy_t* destroy_triangle = (destroy_t*)dlsym(triangle, "destroy"); dlsym_error = dlerror(); if (dlsym_error) { cerr << "Cannot load symboldestroy: " << dlsym_error << '\n'; return 1; } // create an instance of the class polygon* poly = create_triangle(); // use the class poly->set_side_length(7); cout<< "The area is: " << poly->area() << '\n'; // destroy the class destroy_triangle(poly); // unload the triangle library dlclose(triangle);} #makefileapp:main.cpptriangle.so @g++ -rdynamic main.cpp -o app-ldl @echo You can type \"makerun\" to run the program. triangle.so:triangle.cpp @gcc -fPIC -shared -o triangle.sotriangle.cpp clean:## Clean themiddle files like *.o *.a etc @-rm *.o *.a *.so app @echo Clean Done!run:## Run the program @echo Run the program.. @./app.PHONY:helphelp: @grep -E '^+:.*?## .*$$'$(MAKEFILE_LIST) | sort | awk 'BEGIN {FS = ":.*?## "}; {printf"\033
需要注意的事项如下:1. 你必须同时提供创建与销毁示例的函数,不能直接使用delete释放实例2. 接口类的析构函数必须是虚函数3. 如果你的基类不需要析构器,那么你需要定义一个空的虚的析构器References:1. http://www.dwheeler.com/program-library/Program-Library-HOWTO/x26.html2. http://marmelab.com/blog/2016/02/29/auto-documented-makefile.html3. http://www.dwheeler.com/program-library/Program-Library-HOWTO/x36.html4. http://www.cnblogs.com/skynet/p/3372855.html5. http://www.yolinux.com/TUTORIALS/LibraryArchives-StaticAndDynamic.html6. http://tldp.org/HOWTO/C++-dlopen/thesolution.html7. http://www.cnblogs.com/lichkingct/archive/2009/07/21/1527893.html
13号开放注册，到时候自己来注册吧。 好长一篇Linux下c++学习文
楼主的Ubuntu用的什么主题{:17_1062:}
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