Creare una "Libreria condivisa" (Shared Library) .so
Indice
Introduzione
In Gambas possono essere richiamate con la funzione Extern le cosiddette "Librerie condivise" (Shared Library) con estensione finale .so . Esse sono librerie esterne a Gambas, scritte in C o C++, che offrono potenzialità, funzionalità e risorse non disponibili eventualmente al momento con Gambas.
Le Librerie condivise sono delle librerie che vengono caricate dai programmi al loro avvio.
E' possibile creare da sé una Liberia condivisa .so ed utilizzarla con uno o più dei nostri programmi dei Gambas, richiamandola, come sappiamo, con la funzione "Extern". Per realizzare una Liberia condivisa .so sarà necessario avere dimistichezza ed adeguata conoscenza con il linguaggio C o con il C++.
Elementi distintivi delle Librerie condivise
Riguardo alle Librerie condivise si distinguono tre tipi di nomi.
Il pprimo tipo di nome è chiamato "soname", costituito in ordine da:
- il prefisso lib;
- il nome della libreria;
- l'estensione .so;
- un punto ed il numero della versione.
Il secondo tipo di nome è chiamato nome reale, il quale non è altro che il file vero e proprio contenente il codice della libreria. Il nome reale della Liberia è costituito a sua volta in ordine da:
- il prefisso lib;
- il nome della libreria;
- l'estensione .so;
- un punto ed un numero, poi un punto ed un numero del rilascio.
Esempio: libnomequalsiasi.so.0.0
Vi è, infine, il nome che il compilatore usa, quando viene richiamata ed utilizzata una Liberia condivisa. Tale nome non è altro il soname privo di qualsiasi numero di versione. Questo file è semplicemente un collegamento simbolico al soname più recente della Libreria.
Se, dunque, per esempio il soname della Liberia condivisa è /usr/lib/libnomequalsiasi.so.1 , il file con il nome del collegamento simbolico a tale soname sarà: /usr/lib/libnomequalsiasi.so .
Pertanto riassumendo in ipotesi avremo:
- soname: libnomequalsiasi.so.1
- nome reale: libnomequalsiasi.so.1.0
- nome del collegamento simbolico: libnomequalsiasi.so
Dove salvare le Librerie condivise .so
Gli standard GNU raccomandano di insatallare tutte le Librerie nella directory: /usr/local/lib. Invece il Filesystem Hierarchy Standard (FHS) suggerisce di porre la maggior parte delle Librerie nella directory: /usr/lib, e solo quelle che non appartengono al sistema andrebbero salvate nella directory: /usr/local/lib.
Ad ogni modo, la Liberia condivisa .so, da noi creata ed utilizzata dal nostro programma Gambas, potrà essere salvata in una qualsiasi directory, e da lì richiamata dal nostro programma.
Realizzazione pratica di una Libreria condivisa .so
La creazione di una Libreria condivisa .so è semplice. Essa si articola sostanzialmente in quattro fasi, che vedremo nello specifico di seguito.
1a fase
La prima fase prevede la creazione in C o C++ dei due file che contengono il codice della/le funzione/i che sarà/nno utilizzata/e dal nostro programma Gambas. Il primo file sarà un normale file, che qui a mo' di esempio chiameremo primo.c, ed il secondo file sarà l'header del file precedente, e che chiameremo: primo.h .
Poniamo come esempio che il file primo.c sia semplicemente il seguente:
int fun(int a)
{
return (a * 2);
}
ossia una funzione che riceve (da nostro programma Gambas chiamante) un intero, lo moltiplica per 2 e lo restiuisce alla funzione principale chiamante (cioè alla funzione della nostro programma Gambas).
Il relativo file header primo.h sarà dunque questo:
int fun(int);
2a fase
La seconda fase prevede la creazione del (o dei) file oggetto che sarà inserito nella Libreria.
Ponendosi nella directory che contiene i due file primo.c e primo.h, si userà nel terminale la seguente linea di istruzioni:
gcc -fPIC -Wall -g -c primo.c
utilizzando -fPIC per abilitare la generazione di codice non dipendente dalla posizione (Position Indipendent Code).
Da questa linea di istruzioni si otterrà il file: primo.o .
3a fase
La terza fase prevede la creazione vera e propria della Libreria condivisa .so . La linea di istruzione nel terminale prevede, tra l'altro, l'indicazione del soname, del nome-reale e del file oggetto creato nella 2a fase:
gcc -g -shared -Wl,-soname,libprimo.so.0 -o libprimo.so.0.0 primo.o -lc
dalla quale si otterrà il file della nostra Libreria condivisa: libprimo.so.0.0 (ossia il "nome-reale" della Libreria).
Bisogna avere attenzione a non porre alcuno spazio fra i parametri -Wl,-soname,libprimo.so.0 della precedente riga di comando.
4a fase
A questo punto si potrà, volendo, copiare/spostare il file della Libreria da noi appena creata in un'altra directory, dopo di che creeremo il file del nome di collegamento simbolico lanciando sempre da terminale la seguente riga di comando:
sudo ln -sf libprimo.so.0.0 libprimo.so
dalla quale si otterrà il file: libprimo.so
Prova della Libreria condivisa creata nell'esempio
1 - Proviamo, quindi, la nostra Libreria libprimo.so.0.0, da noi appena creata, dichiarandola ed utilizzando la funzione, in essa contenuta, nel nostro applicativo Gambas. Alleghiamo al nostro applicativo Gambas il file della Libreria libprimo.so.0.0 e quello del relativo collegamento simbolico libprimo.so, inserendoli nella cartella "Dati". Poi scriveremo il codice del nostro programma come segue, facendo in modo, per non installare permanentemente quei due file nel nostro sistema operativo, che sia il nostro programma a porre i file all'interno della directory /tmp:
Rammentiamo che la funzione in linguaggio C, contenuta nella nostra Libreria, è la seguente:
int fun(int a)
{
return (a * 2);
}
L'applicazione Gambas, che richiamerà quella funzione, sarà:
' Dichiariamo la nostra Libreria da usare,
' specificando in questo caso anche il percorso /tmp ove l'abbiamo copiata:
Library "/tmp/libprimo"
Public Sub Form_Open()
' Se non sono già stati copiati da un precedente avvio del programma,
' copiamo i due file relativi alla nostra Libreria nella directory /tmp:
If Not Exist("/tmp/libprimo.so.0.0") And Not Exist("/tmp/libprimo.so") Then
Copy "libprimo.so" To "/tmp/libprimo.so"
Copy "libprimo.so.0.0" To "/tmp/libprimo.so.0.0"
Endif
End
' Dichiariamo la funzione esterna specifica, contenuta nella "Libreria condivisa" da noi creata:
Private Extern fun(a As Integer) As Integer
Public Sub Button1_Click()
Dim a As Integer
' Passiamo alla funzione esterna della nostra Libreria il valore intero: 64.
' Essa ci restiuirà il risultato della sua operazione (moltiplicazione del valore passato per 2):
a = fun(64)
Print a
End
In console avremo coerentemente: 128
2 - Facciamo ora l'esempio di una Libreria condivisa avente una funzione che restituisce semplicemente un carattere. Chiameremo questa Libreria: libsecondo.so.0.0, e la porremo ancora in /tmp.
La Libreria conterrà il presente codice, scritto in linguaggio C:
char a;
char * funChar (void) {
a = 'z';
char *ap;
ap = &a; /* contiene l'indirizzo di a */
return ap;
}
L'applicazione Gambas, che richiamerà quella funzione, sarà:
Library "/tmp/libsecondo" Private Extern funChar() As String Public Sub Button1_Click() Dim r As String r = funChar() Print r End
In console avremo: z
3 - Ora invece faremo l'esempio di una funzione che ci restituirà più caratteri.
La Libreria conterrà il presente codice, scritto in linguaggio C:
char a[] = "Gambas e Librerie esterne";
char * funChar (void) {
return a;
}
L'applicazione Gambas, che richiamerà quella funzione, sarà:
Library "/tmp/libsecondo" Private Extern funChar() As String Public Sub Button1_Click() Dim r As String r = funChar() Print r End
In console avremo: Gambas e Librerie esterne
Inserire nella "Libreria condivisa" anche codice Assembly
Oltre al codice in linguaggio C/C++ è possibile inserire parti in Assembly, al fine di ottenere prestazioni ancor più veloci.
Nel semplice esempio, che segue, è possibile vedere come - in via generale - si integra il codice Assembly all'interno del linguaggio C:
static unsigned int car asm("raxregistro");
static unsigned int cbr asm("rbxregistro");
cbr = 15;
asm("mov rbxregistro,%ax");
asm("mov %ax,raxregistro");
printf("%d",car);
alla fine, alla riga con printf, la variabile car avrà valore 15.
Problemi di compilazione nei sistemi a 64-bit durante la creazione di una Libreria .so
Si è riscontrato nei sistemi a 64-bit che durante la compilazione, qualora nel codice vi siano una o più variabili, viene restituito il seguente avviso di errore:
relocation R_X86_64_32S against `.bss' can not be used when making a shared object; recompile with -fPIC
Ciò avviene, ad esempio, nel tentativo di compilazione di un codice di questo tipo:
libprova.c file:
static unsigned int cbr asm("rbxregistro");
int prova(int numero) {
cbr = numero;
asm("mov rbxregistro,%ax");
return numero;
}
Il problema è nel trasferimento del valore contenuto nella variabile rbxregistro alla riga appunto in Assembly:
asm ("mov rbxregistro, ax%");
e sembra essere legato alle differenze nel codice pic tra i386 e amd64.
Per risolvere il problema è necessario utilizzare uno spostamento relativo di indirizzo; altrimenti si finisce con il codice dipendente di posizione che non funziona per le librerie condivise.
Cosicché, data ad esempio la variabile "rbxregistro" in questa riga:
static unsigned int cbr asm("rbxregistro");
per richiamarla bisogna usare l'address-relative, così:
asm("mov rbxregistro(%rip),%ax");
Pertanto, l'esempio di codice, sopra mostrato, dovrà - per i sistemi a 64-bit - essere scritto come segue:
static unsigned int cbr asm("rbxregistro");
int prova(int numero) {
cbr = numero;
asm("mov rbxregistro(%rip),%ax");
return numero;
}
