V. Создание библиотеки.
Рассмотрим создание библиотеки на примере нахождения значения функции:
Листинг программы:
#include <C:\TC\bib.ml>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
double zl (double a);
double z2 (double a);
main()
{
double a;
clrscr();
printf("Vvedite znachiniye parametra a: ");
scanf("%lf',&a);
printf("Znacheniye funckcii zl ravno: %lf\n", zl(a) );
printf("Znacheniye funckcii z2 ravno: %lf\n", z2(a) );
printf("Programma zavershaet svoyu rabotu.\nDlya zakritiya najmite lubuyu klavishu.");
getch(); return 0;
}
double zl (double a)
{
return ( ( sin( PI/2+3*a ) )/( l-sin( 3*a-PI ) ) );
}
double z2 (double a)
{
return ( ctan( 5/4*PI+3/2*a ) );
}
Создание библиотеки:
Библиотека создаётся в интегрированной среде программирования Borland Turbo С (tc.exe). Библиотека включает в себя функции, необходимые для вычисления значения zl и z2 из задания. Также в библиотеку включена вещественная константа, значение которой приближается к значению . Текст библиотеки приведён ниже.
Листинг библиотеки (bib.ml):
/*
This is a training library which include following function: sin(x) the x is double -> function return a double type cos(x) the x is double -> function return a double type ctan(x) the x is double -> function return a double type factorial(x) the x is double -> function return a double type pow(x,i) the x is double, i is int -> function return a double type and constants: PI-3,14159265358979
Pi=3,1415926535897932384626433832795 but it is too long :)
This library created by me: MC_CCCP for my laboratory works on SPE Data: 13042008
*/
/*Declaration*/
double sin (double x);
double cos (double x);
double ctan (double x);
double factorial (double n );
double pow (double x,int i);
const double PI=3.14159265358979;
/*Definition*/
double sin (double x)
{
double y=0;
int p=l,i;
for(i=l;i<50;i+=2)
{
у += p*pow(x,i)/factorial(i);
p*=-l;
}
return y;
}
double cos (double x)
{
double y=0;
intp=l,i;
for(i=0;i<50;i+=2)
{
у += p*pow(x,i)/factorial(i);
p*=-l;
}
return y;
}
double ctan (double x)
{
return ( cos(x)/sin(x) ) ;
}
double factorial (double n)
{
double f=l;
for (n;n>0;n--)
f*=n;
return f;
}
double pow (double x, int i)
{
double y=l;
int j;
for (j=0; j<i; j++)
y*=x;
return y;
}
VI. Создание динамической библиотеки
Как уже говорилось в курсовой работе, динамические библиотеки немного лучше статических, но их использование более сложное. И не из-за того, что процесс загрузки программы замедляется. Проблемы начинаются уже на этапе компиляции.
Для начала стоит сказать, что объектный файл создаваемый нашим проверенным способом вовсе не подходит для динамических библиотек. Связано это с тем, что все объектные файлы создаваемые обычным образом не имеют представления о том, в какие адреса памяти будет загружена использующая их программа. Несколько различных программ могут использовать одну библиотеку, и каждая из них располагается в различном адресном пространстве. Поэтому требуется, чтобы переходы в функциях библиотеки (операции goto на ассемблере) использовали не абсолютную адресацию, а относительную. То есть генерируемый компилятором код должен быть независимым от адресов, такая технология получила название PIC - Position Independent Code. В компиляторе %cc данная возможность включается ключом -fPIC.
Теперь компилирование наших файлов будет иметь вид:
%cc -fPIC -c f1.c
%cc -fPIC -c f2.c
Динамическая библиотека это уже не архивный файл, а настоящая загружаемая программа, поэтому созданием динамических библиотек занимается сам компилятор %cc. Для того, чтобы создать динамическую библиотеку надо использовать ключ -shared:
%cc -shared -o libfsdyn.so f1.o f2.o
В результате получим динамическую библиотеку libfsdyn.so, которая по моей задумке будет динамической версией библиотеки libfs.a, что видно из названия. Теперь, чтобы компилировать результирующий файл с использованием динамической библиотеки нам надо собрать файл командой:
%cc -с main.с
%cc main.o -L. -lfsdyn -o rezultdyn
Если теперь Вы сравните файлы, полученные при использовании статической и динамической библиотеки, то увидите, что их размеры отличаются. В данном случае файл созданный с динамической библиотекой занимает чуть больше места, но это лишь от того что программа, используемая нами совершенно примитивная и львиную долю там занимает специальный код для использования динамических возможностей. В реальных условиях, когда используются очень большие функции размер программы с использованием динамической библиотеки значительно меньше.
Если вы сейчас попробуете запустить файл rezultdyn, то получите ошибку:
./rezultdyn
./rezultdyn: error in loading shared libraries: libfsdyn.so: cannot open
shared object file: No such file or directory
Это сообщение выдает динамический линковщик. Он просто не может найти файл нашей динамической библиотеки. Дело в том, что загрузчик ищет файлы динамических библиотек в известных ему директориях, а наша директория ему не известна. Но это мы чуть отложим, потому что это достаточно сложный вопрос.
А сейчас стоит поговорить еще об одном моменте использования библиотек. Мы специально динамическую библиотеку с названием fsdyn, чтобы она отличалась от названия статической библиотеки fs. Дело в том, что если у Вас две библиотеки статическая и динамическая с одинаковыми названиями, то есть libfs.a и libfs.so, то компилятор всегда будет использовать динамическую библиотеку.
Связано это с тем, что в ключе -l задается часть имени библиотеки, а префикс lib и окончание .a или .so приставляет сам компилятор. Так вот алгоритм работы компилятора таков, что если есть динамическая библиотека, то она используется по умолчанию. Статическая же библиотека используется когда компилятор не может обнаружить файл .so этой библиотеки. Во всей имеющейся у меня документации пишется, что если использовать ключ -static, то можно насильно заставить компилятор использовать статическую библиотеку.
%cc -staticmain.o -L. -lfs -o rez1
Результирующий файл rez1 получается размером в 900 Кб. После применения программы strip размер ее уменьшается до 200 Кб, но это же не сравнить с тем, что наша первая статическая компиляция давала программу размером 10 Кб. А связано это с тем, что любая программа написанная на C/C++ в Linux использует стандартную библиотеку "C" library, которая содержит в себе определения таких функций, как printf(), write() и всех остальных. Эта библиотека линкуется к файлу как динамическая, чтобы все программы написанные на C++ могли использовать единожды загруженные функции. Ну, а при указании ключа -static компилятор делает линковку libc статической, поэтому размер кода увеличивается на все 200 Кб.