C/C++ Создание своих библиотек на gcc

Ниже описанное в принципе является общеизвестным, тем не менее надеюсь, что пост облегчит кому-нибудь жизнь. Так же хочу оговориться, что пост ориентирован на пользователей linux, хотя с небольшими изменениями может быть использован и на других платформах.

 Под катом я объясню как создать свою динамическую библиотеку, и как подключить ее к своим проектам. Так же будет немного информации о статических библиотеках.

Небольшое отступление

 Программируя одним прекрасным морозным утром был не приятно удивлен тем, что мой gcc напрочь отказывается переваривать функцию swap(), тогда я не заострил на этом внимание, но постепенно я нуждался в swap все больше и больше. И вот мое терпение закончилось. А результаты вы увидите ниже.

От слов к делу

 И так, что же такое библиотека?
 Библиотека - это набор скомпонованных особым образом объектных файлов. Библиотеки подключаются к основной программе во время линковки. По способу компоновки библиотеки подразделяют на архивы (статические библиотеки, static libraries) и совместно используемые (динамические библиотеки, shared libraries).
 Статические библиотеки чаще всего имеют вид "*.a", а динамические ".so"

 Статическая библиотека - это просто архив объектных файлов, который подключается к программе во время линковки. Эффект такой же, как если бы вы подключали каждый из файлов отдельно.

 В отличие от статических библиотек, код совместно используемых (динамических) библиотек не включается в бинарник. Вместо этого в бинарник включается только ссылка на библиотеку.

 В рамках поста будет описан способ создания динамической библиотеки.

 Для простоты будет приведен пример, который запрашивает ввод 2х чисел с клавиатуры, меняет их местами и выводит на экран. Операция обмена будет представлена в виде библиотеки.

От теории к практике

 Программный код основной программы (main.c)

#include <stdio.h>

int main (void)
{
    int x,y;
    scanf ("%d%d",&x,&y);
    swap (&x,&y);
    printf ("x=%d y=%d\n",x,y);
    return 0;
}

 А теперь код библиотеки (swap.c)

void swap (int *x, int *y)
{
    int temp;
    temp=*x;
    *x=*y;
    *y=temp;
}

 А теперь самое интересное (Makefile)

#Makefile fo user lib

MAIN: main.o libuser.so
    gcc -o MAIN main.o -L. -luser -Wl,-rpath,.

main.o: main.c
    gcc -c main.c
libuser.so: swap.o
    gcc -shared -o libuser.so swap.o
swap.o: swap.c
    gcc -c -fPIC swap.c
clean:
    rm -f *.o

 Давайте немного притормозим и представим, что не все читатель хабра программисты и снова обратимся к небольшому блоку теории.

 В принципе программный код весьма прост и не требует пояснений, поэтому потратим время на понимание Makefile.

 Сам по себе Makefile это файл с набором сценариев для утилиты make.
 Сценарии утилиты make просты и многофункциональны, а формат Makefile используется повсеместно (и не только на Unix-системах). Самое главное преимущество make - это "интеллектуальный" способ рекомпиляции: в процессе отладки make компилирует только измененные файлы. То, что выполняет утилита make, называется сборкой проекта.

libuser.so - название нашей библиотеки

gcc -o binary main.o -L. -luser -Wl,-rpath,. - Опция -L указывает линковщику, где ему искать библиотеку. В случае, если библиотека располагается в каталоге /lib или /usr/lib, то вопрос отпадает сам собой и опция -L не требуется. -luser - сокращение от libuser.so. Опция--Wl,-rpath,. компилятор gcc сам вызывает линковщик ld, когда это надо и передает ему нужные параметры сборки, избавляя нас от ненужной платформенно-зависимой волокиты. Но иногда мы все-таки должны вмешаться в этот процесс и передать линковщику "свою" опцию. Для этого используется опция компилятора -Wl,option,optargs,.… Так как линковщик ищет библиотеки в определенных местах; обычно это каталоги /lib и /usr/lib, иногда /usr/local/lib. Опция -rpath просто добавляет к этому списку еще один каталог. В нашем случае это текущий каталог

gcc -shared -o libuser.so swap.o Опция -shared педназначена для вызова линковщика и создания динамической библиотеки.

gcc -c -fPIC swap.c опция -fPIC (-fpic) при компиляции swap.c. Эта опция сообщает компилятору, что объектные файлы, полученные в результате компиляции должны содержать позиционно-независимый код (PIC - Position Independent Code), который используется в динамических библиотеках. В таком коде используются не фиксированные позиции (адреса), а плавающие, благодаря чему код из библиотеки имеет возможность подключаться к программе в момент запуска.

 Вот и все, теперь с радостью и нетерпением пишем "make". В итоге мы должны получить следующие файлы: MAIN, main.c, main.o, swap.c, swap.o, libuser.so, Makefile

 Для приминения написанной нами библиотеки копируем файл libuser.so в /usr/lib/<имя библиотеки>.so

 Теперь если в других проектах нам понадобиться обратиться к функции swap, нам достаточно будет следующей конфигурации Makefile

#Mkefile

MAIN: main.c
    gcc -o MAIN main.c -luser

 Ключевым параметром, как вы уже поняли, является -luser. В остальном же вы можете конфигурировать данный файл по своему усмотрению.

Заключение

 Так же если будет необходимость могу написать небольшие посты-обзоры методов создания статических библиотек и более подробный help по Makefile.
 К слову сам я в итоге отказался от использоване библиотек (по причине того, что в данный момент не занимаюсь написанием сколько нибудь сложных программ) и использую заголовочные файлы (В языке C это файлы с расширением .h).

Ссылки по теме

• Каталог программ Embarcadero