Bibliotecas

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Bibliotecas
Nacen a partir de la necesidad de la compilación
por módulos. Lo cual consiste en separar el
programa principal de aquellas funciones que se
utilizan frecuentemente en distintos
programas. Con ello es posible desarrollar
programas que utilizan aquellas funciones sin el
esfuerzo adicional que provoca el incluir su
código fuente una y otra vez. Una biblioteca es
un archivo que contiene las funciones que un
programa necesita. El formato de una biblioteca
es comprendido por el linker. El linker
selecciona sólo aquellas funciones que el
programa necesita y excluye todas las demás.
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Bibliotecas

• La ejecución de un programa es desarrollada por
  una pieza de software que es esencial para el
  sistema operativo, en el caso de Linux es la
  llamada exec( ).
• exec( ) tiene como tareas
• encontrar el archivo.
• asignar memoria al proceso.
• cargar partes del archivo relacionadas con el
  código y valores iniciales de las variables.
• transferir el control a la CPU hacia un punto en
  el código del proceso que es indicado en el
  ejecutable.

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Bibliotecas
Tipos de bibliotecas existen las bibliotecas
estáticas y compartidas Generalmente se ubican en
/usr/lib, si no es necesario modificar la
variable de entorno LD_LIBRARY_PATH Estáticas cor
responde a una colección de código objeto
almacenada en un archivo cuyo nombre termina en
.a En el proceso de linkeo se buscan los
módulos que el programa necesita y se incluyen
en la generación del programa ejecutable. En el
caso de Linux el linker es ld, no es invocado
directamente por los usuarios sino que mediante
gcc.
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Bibliotecas
Para crear una biblioteca estática Se compilan
y genera el código objeto para todos los archivos
que se desean incluir. gcc -c util.c util1.c
util2.c Luego se genera la biblioteca con el
comando ar ar rc libutil.a util.o util1.o
util2.o Finalmente se indexa la biblioteca
ranlib libutil.a Si un programa utiliza
algunas funciones de la biblioteca, las incluye
en su programa fuente y luego en el proceso de
compilación se debe hacer una referencia
explicita a la biblioteca que las
contiene gcc programa.c o programa L. -lutil
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Bibliotecas
Compartidas una biblioteca compartida es
linkeada en un programa en 2 pasos. Primero,
durante la fase de compilación el linker verifica
que todos los símbolos requeridos por el
programa (funciones, variables, etc) se
encuentran en él o bien en una biblioteca
compartida. Sin embargo el código objeto (de la
biblioteca) no se incluye en la generación del
programa ejecutable. Posteriormente, durante la
ejecución del programa se realiza el linkeo
mediante un programa especial (/lib/ld-linux.so ó
/lib/ld.so) Una biblioteca compartida se carga
completamente en memoria. Si se ejecuta un
segundo programa linkeado a la misma biblioteca,
se utiliza la ya existente en memoria. Con esto
los programas ejecutables son mas pequeños y
además se reduce la utilización de memoria
durante su ejecución.
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Bibliotecas
Para crear una biblioteca compartida gcc c
util.c fPIC La opcion fPIC se utiliza para
indicar que la dirección de memoria en donde se
carga la biblioteca es independiente del programa
que la carga. gcc shared olibutil.so util.o
con esto se crea la biblioteca util como
compartida. Luego, cuando un programa necesita de
las funciones presentes en la biblioteca se debe
compilar de la sgte manera gcc programa.c L.
lutil Se utiliza L. para indicar que la
biblioteca se encuentra en el directorio actual,
ya que por defecto se ubican en /usr/lib/
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Bibliotecas
Para localizar una biblioteca fuera de /usr/lib/
se debe modificar la variable de entorno
LD_LIBRARY_PATH. LD_LIBRARY_PATHHOME/sources/l
ib/ export LD_LIBRARY_PATH Para verificar que
un programa no tendra problemas en la carga de la
biblioteca compartida se puede usar ldd
nombre_programa
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Bibliotecas
En algunos casos se utiliza de manera idéntica
los términos compartida y dinámica. En este caso
el dinamismo se refiere al proceso de linkeo que
se realiza en tiempo de ejecución. Otra cosa muy
distinta es utilizar una biblioteca compartida en
forma dinámica. En este caso se carga la
biblioteca, se utilizan algunas funciones y
cuando ya no se necesitan se borra de la
memoria. Un caso en el cual se justifica puede
ser el siguiente Supongamos el caso en el cual
un programa debe estar preparado para leer
archivos creados en diferentes formatos. Por
ejemplo xv, no es muy frecuente visualizar
decenas de imágenes de distintos formatos al
mismo tiempo. Lo mejor sería escribir una
biblioteca para cada formato de imagen y cargarla
cuando sea necesario. Luego que una imagen ya no
desea ser visualizada la biblioteca se borra de
la memoria.
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Bibliotecas
include ltstdio.hgt
include ltdlfcn.hgt int main(int
argc, char argv) void
handle double
(cosine)(double) char
error handle dlopen
("libm.so", RTLD_LAZY) if
(!handle) fprintf
(stderr, "s\n", dlerror())
exit(1)
cosine dlsym(handle, "cos")
if ((error dlerror()) ! NULL)
fprintf (stderr, "s\n", error)
exit(1)
printf ("f\n", (cosine)(2.0))
dlclose(handle)
return 0
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make
Es un programa que diseñado para determinar
automáticamente cuales piezas de un software
necesitan ser recompiladas. Generalmente un
archivo llamado makefile contiene las
dependencias entre las piezas del software y los
comandos para la actualización. Es posible usar
make con cualquier lenguaje de programación cuyo
compilador pueda ser ejecutado desde un
shell. Una version popular corresponde a GNU
make.
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make
En el proceso de compilación existen 3 etapas
Luego de tomar el codigo fuente y llevarlo a un
lenguaje de bajo nivel (.s) se genera un código
objeto (.o), el cual es posteriormente enlazado
con algunas bibliotecas que contienen funciones
(por ej printf)
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make
Tambien existe la posibilidad de generar un
programa ejecutable a partir de varios archivos
fuente.
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make
En el caso anterior la compilación no es
separada, en este caso la creación del programa
ejecutable se realiza mediante compilación
independiente. Ahora las piezas resultantes (.o)
se fusionan mediante el linkeo.
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make
Un concepto clave en make es la dependencia. Por
ejemplo, para crear main.o se depende de data.h,
main.c e io.h
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make
La habilidad de make está en evitar un proceso
completo de compilación cuando solo una pieza
del software ha cambiado. En este caso para una
modificación en io.c resulta razonable cc c
io.c cc oproject1 data.o main.o io.o
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make
El grafo de dependencias existente para la
creación de un programa se especifica en un
archivo llamado makefile En un makefile se
incluyen los comandos necesarios para la
compilación y el linkeo.
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make
La estructura de un makefile se compone
básicamente de target archivo(s)
fuente comando para la compilación La línea
asociada al comando debe ir precedida de un tab.
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make
También es posible definir macros OBJECTS
data.o main.o io.o Luego, para hacer referencia
al contenido de la macro se utiliza
(OBJECTS) Una macro es útil los flags de
compilación. FLAGS -g -DDEBUG Es importante
destacar que make puede ejecutar cualquier
comando que se ejecute desde un shell. Asi es
posible tener algo como clean rm .o