Программирование для Linux. Профессиональный подход

Самьюэл Алекс

tif_jpeg.o(.text+0xcf): undefined reference to

'jpeg_CreateCompress'

...

В случае статической компоновки программы нужно самостоятельно указать две другие библиотеки:

% gcc -static -o tifftest tifftest.c -ltiff -ljpeg -lz

Иногда между двумя библиотеками образуется взаимная зависимость. Другими словами, первый архив ссылается на символические константы, определенные во втором архиве, и наоборот. Такая ситуация, как правило, является следствием неправильного проектирования. В этом случае нужно указать в командной строке одну и ту же библиотеку несколько раз. Компоновщик просмотрит библиотеку

столько раз, сколько она присутствует в командной строке. Рассмотрим пример:

% gcc -o app арр.о -lfoo -lbar -lfoo

Теперь, даже если библиотека

libfoo.a

ссылается на символические константы в библиотеке

libbar.a

и наоборот, программа будет успешно скомпонована.

2.3.5. Преимущества и недостатки библиотек

Познакомившись со статическими архивами и совместно используемыми библиотеками. читатели, очевидно, задумались: какие же из них лучше использовать? Есть несколько важных моментов, о которых следует помнить.

Большим преимуществом совместно используемой библиотеки является то. что она экономит место на диске при инсталляции программы. Когда устанавливаются десять программ и все они работают с одной и той же библиотекой, экономия может оказаться весьма существенной, тогда как статический архив будет включен во все десять программ. Уменьшается также время загрузки, если программа загружается из Internet.

С этим связано еще одно преимущество совместно используемых библиотек: пользователи могут обновлять библиотеки, не затрагивая связанные с ними программы. Предположим, к примеру, что была создана библиотека, содержащая функции управления HTTP- соединениями. Потенциально с ней может работать множество программ. Если впоследствии в библиотеке обнаружится ошибка, достаточно будет просто заменить ее файл, и все программы, использующие данную библиотеку, немедленно обновятся. Не придется выполнять перекомпоновку всех программ, как в случае статического архива.

Описанные преимущества могут заставить читателей подумать, будто статические архивы бесполезны. Но их существование обусловлено вескими причинами. Тот факт, что обновление совместно используемой библиотеки отражается на всех связанных с нею программах, может на самом деле оказаться недостатком. Некоторые программы тесно связаны с используемыми библиотеками и не должны зависеть от произвольных изменений в системе.

Если библиотеки не должны инсталлироваться в каталог

/lib

или

/usr/lib

, нужно дважды подумать, стоит ли их делать совместно используемыми. (Библиотеки нельзя помещать в указанные каталоги, если предполагается, что программу будут инсталлировать пользователи, не имеющие привилегий системного администратора.) В частности, прием с флагом

– Wl,-rpath

не будет работать, поскольку не известно, где именно окажутся библиотеки. А просить пользователей устанавливать переменную

LD_LIBRARY_PATH

— не выход из положения, так как это означает для них выполнение дополнительного (для некоторых — не самого тривиального) действия.

Оценивать преимущества и недостатки двух типов библиотек нужно для каждой создаваемой программы отдельно.

2.3.6. Динамическая загрузка и выгрузка

Иногда на этапе выполнения программы требуется загрузить некоторый код без явной компоновки. Рассмотрим приложение, поддерживающее подключаемые модули: Web-броузер. Архитектура броузера позволяет сторонним разработчикам создавать дополнительные модули, расширяющие функциональные возможности броузера. Модуль реализуется в виде совместно используемой библиотеки и размещается в заранее известном каталоге. Броузер автоматически загружает код из этого каталога.

Для

этих целей в Linux существует специальная функция

dlopen

. Например, открыть библиотеку

libtest.so

можно следующим образом:

dlopen("libtest.so", RTLD_LAZY)

Второй параметр — это флаг, определяющий способ привязки символических констант в библиотеке. Данная установка подходит в большинстве случаев. Подробнее узнать о ней можно в документации.

Объявление функций работы с динамическими библиотеками находится в файле

<dlfcn.h>

. Использующие их программы должны компоноваться с флагом

– ldl

, обеспечивающим подключение библиотеки

libdl

.

Функция

dlopen

возвращает значение типа

void*

, используемое в качестве дескриптора динамической библиотеки. Это значение можно передавать функции

dlsym

, которая возвращает адрес функции, загружаемой из библиотеки. Например, если в библиотеке

libtest.so

определена функция

my_function

, то она вызывается следующим образом:

void* handle = dlopen("libtest.so", RTLD_LAZY);

void (*test) = dlsym(handle, "my_function");

(*test);

dlclose(handle);

С помощью функции

dlsym

можно также получить указатель на статическую переменную, содержащуюся в совместно используемой библиотеке.

Обе функции,

dlopen

и

dlsym

, в случае неудачного завершения возвращают

NULL

. В данной ситуации можно вызвать функцию

dlerror

(без параметров), чтобы получить текстовое описание возникшей ошибки.

Функция

dlclose

выгружает совместно используемую библиотеку. Строго говоря, функция

dlopen

загружает библиотеку лишь в том случае, если она еще не находится в памяти. В противном случае просто увеличивается число ссылок на файл. Аналогичным образом функция

dlclose

сначала уменьшает счетчик ссылок, и только если он становится равным нулю, выгружает библиотеку.

Когда совместно используемая библиотека пишется на C++, имеет смысл объявлять общедоступные функции со спецификатором

extern "С"

. Например, если функция

my_function

написана на C++ и находится в совместно используемой библиотеке, а нужно обеспечить доступ к ней с помощью функции

dlsym

, объявите ее следующим образом:

extern "С" void my_function;

Тем самым компилятору C++ будет запрещено подменять имя функции. При отсутствии спецификатора

extern "С"

компилятор подставит вместо имени

my_function

совершенно другое имя, в котором закодирована информация о данной функции. Компилятор языка С не заменяет имена; он работает с теми именами, которые назначены пользователем.

Глава 3

Процессы

Выполняющийся экземпляр программы называется процессом. Если на экране отображаются два терминальных окна, то, скорее всего, одна и та же терминальная программа запущена дважды — ей просто соответствуют два процесса. В каждом окне, очевидно, работает интерпретатор команд — это еще один процесс. Когда пользователь вводит команду в интерпретаторе, соответствующая ей программа запускается в виде процесса. По завершении работы программы управление вновь передается процессу интерпретатора.