[Coding] Compiler

Something about compiling. #compiler #link #gcc

Reference

• PTT LinuxDev, 作者: cole945 (躂躂..) 看板: LinuxDev, 標題: [心得] 用gcc 自製Library, 時間: Sun Nov 5 04:15:45 2006

Static Link

Compile 時將 library 加入程式碼，執行快但佔空間，code size 和 mem 使用都比較多

1. Compile source codes to generate object files
   $ gcc -c file1.c file2.c file3.c
• -c 編出 object 檔
2. Create a static library named libmylib.a
   $ ar rcs libmylib.a file1.o file2.o file3.o
• 把一堆 object 檔用 ar(archiver) 包裝集合起來，檔名以`.a’ 結尾
3. Using a Static Library to generate a executable files
   $ gcc -o main main.c -L. -lmylib
• -L: the directory of the library. 可以指定多次 -LDIR
• -l: the name of the library (注意藍色部分是 match 的)

Dynamic Link

Compile 時不將 library 加入程式碼，執行程式的時後再將 library 載入程式碼，若有多個程式共用同一個 library，只需載一個 library 進 memory

1. Compile source code
   $ gcc -c -fPIC file1.c file2.c file3.c
• -fPIC 表示要編成 position-independent code，這樣不同 process 載入 shared library 時，library 的程式和資料才能放到記憶體不同位置。-fPIC 較通用於不同平台，但產生的 code 較大，而且編譯速度較慢
2. Create a shared library named libmylib.so
   $ gcc -o libmylib.so.1.0.0 -shared -Wl,-soname,libmylib.so.1 file1.o file2.o file3.o
• so name：用來表示是一個特定library 的名稱，像是 libmylib.so.1 。以 lib 開頭，接著是該 library 的名稱，然後是 .so，接著是版號，用來表名他的介面；如果介面改變時，就會增加版號來維護相容度
  在 mac 上我遇到 "ld: unknown option: -soname"，須以 "-install_name" 取代 "-soname"
  可以用 objdump 檢查 $ objdump -p libmylib.so | grep SONAME
• real name：是實際放有 library 程式的檔案名稱，即是 soname 後面再加上 minor 版號與 release 版號，像是libmylib.so.1.0.0。一般來說版號的改變規則是，最尾碼的 release 版號用於程式內容的修正，介面完全沒有改變。中間的minor用於有新增加介面，但相舊介面沒改變，所以與舊版本相容。最前面的version版號用於原介面有移除或改變，與舊版不相容時
• linker name：是用於連結時的名稱，是不含版號的 so name ，如 libmylib.so。通常 linker name 與 real name 是用 ln 指到對應的 real name ，用來提供彈性與維護性
3. Create link
   $ ln -s libmylib.so.1.0.0 libmylib.so
   $ ln -s libmylib.so.1.0.0 libmylib.so.1
4. Using a Shared Library
   $ gcc -o main main.c -L. -lmylib
• linker 會搜尋 libmylib.so 來進行連結，如果目錄下同時有 static 與 shared library 的話，會以 shared 為主。使用 -static 參數可以避免使用 shared 連結
• 可以用 ldd 看編譯出的執行檔與 shared 程式庫的相依性 (mac 上改用 otool -L)
  bash-3.2$ otool -L a.out
  a.out:
          libmylib.so.1 (compatibility version 0.0.0, current version 0.0.0)
          /usr/lib/libSystem.B.dylib (compatibility version 1.0.0, current version 1252.200.5)
5. Execute
   $ ./main
• libmylib.so.1 可以被建在其他 path，但為了能 dynamic load，該 path 即需要加入 LD_LIBRARY_PATH
  $ LD_LIBRARY_PATH=/another_path ./main
• mac 上須改變的是 DYLD_LIBRARY_PATH

Remember to put libmylib.so into PATH, ex. /usr/lib

Dynamic Load

Compile 時不將 library 加入程式碼，執行程式時遇到函式才將 library 載入，用完後再 free 出空間，執行效果最慢。像 Windows 所用的 DLL ，在使用到時才載入，編譯連結時不需要相關的 library。動態載入庫常被用於像 plug-ins 的應用

1. Compile source code
   $ gcc -c file1.c file2.c file3.c
2. Create a shared library named libmylib.so
   $ gcc -o libmylib.so.1.0.0 -shared -Wl,-soname,libmylib.so.1 file1.o file2.o file3.o
   $ ln -s libmylib.so.1.0.0 libmylib.so
   $ ln -s libmylib.so.1.0.0 libmylib.so.1
3. Using a Shared Library- Use the "dlopen" to access the shared library
   #include <dlfcn.h>
   void *dlopen(const char *filename, int flag)
   char *dlerror(void)
   void *dlsym(void *handle, const char *symbol)  取得 symbol 指定的 symbol name 在 library 被載入的記憶體位址
   int dlclose(void *handle)

#include "dlfcn.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    void *handle;
    void (*f)();
    char *error;

    /* open the needed object */
    handle = dlopen("./libmylib.so", RTLD_LAZY);
    if (!handle) {
        /* get diagnostic information */
        fputs(dlerror(), stderr);
        exit(1);
    }

    /* find the address of function and data objects */
    f = dlsym(handle, "function1");
    if ((error = dlerror())!=NULL) {
        fprintf(stderr, "%s\n", error);
        exit(1);
    }

    /* excute function1 */
    f();

    /* close a dlopen object */
    dlclose(handle);
}

4. Compile Since above function are implemented in the library libdl.a, we need to load this library
   $ gcc dltest.c -ldl
• -ldl: load the library libdl.a
• 與 dynamic link 差別就在 compile 的時候不需要去 link so