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Transcrição

1 38& 81,; Prof. Renato Mauro Carlos Henrique Pereira de Oliveira 16 de setembro de 2002 %LEOLRWHFDV(VWiWLFDVH'LQkPLFDV

2 %LEOLRWHFDV Biblioteca é um recurso de programação que trás vantagens consideráveis em sua utilização. São tipicamente coleções de funções pré-compiladas, relacionadas a GUI Library, dbm Library ou mesmo criada pelo programador, com relativa facilidade de aplicação, mantendo a exibição do código preservada. As bibliotecas são sempre iniciadas pelo termo lib, que se origina do seu nome em inglês: library. Seu uso, entre outros, vai desde simples reuso de funções, redução do número de linhas de código do arquivo-fonte, e em alguns casos, menor tamanho do executável gerado. São dois os tipos de bibliotecas: - (VWiWLFD; - 'LQkPLFD. %LEOLRWHFD(VWiWLFD Na biblioteca estática, as funções são compiladas diretamente no código executável. Em outras palavras, a inserção das funções da biblioteca estática para o programa executável é realizada no momento da compilação, tornando a biblioteca descartável após seu uso. As bibliotecas estáticas têm sempre as primeiras letras que a identificam como biblioteca lib, e possuem extensão.a, originário do termo em inglês qual também são conhecidas: archive. Exemplo: OLExxxxD Desvantagens no uso da biblioteca estática: - Ocorre replicação inútil do código, já que cada programa executável contém sua própria cópia das rotinas da biblioteca. - Há um maior uso de memória principal e disco-rígido na execução de programas que utilizam a mesma biblioteca. - Ocorre também, um maior custo de tempo na recarga de funções idênticas as que já foram carregadas na memória, em outros programas de bibliotecas idênticas. 2

3 Exemplo de utilização de biblioteca estática: OLExxxxD Programa Fonte Compilação Programa Execução %LEOLRWHFD'LQkPLFD Na biblioteca dinâmica, as funções ficam carregadas em apenas uma instância em memória quando na execução do programa. Outros programas em memória que utilizam as funções desta biblioteca, usam o mesmo código, não sendo necessário carrega-lo novamente. Por este conceito, de compartilhar a biblioteca que está carregada na memória, a biblioteca dinâmica também é conhecida como shared library, daí a razão de sua extensão.so, proveniente de shared object. Exemplo: OLExxxxVR Contrário às características da biblioteca estática, a dinâmica ganha em economia de tempo e custo de memória, já que não importando o número de vezes que a função da biblioteca é referenciada em execução, será carregada apenas uma vez. Por sua vez, é mais complicada, e as libs utilizadas são necessárias para a execução do programa. isso descaracteriza a portabilidade do programa executável gerado, uma vez que sem as libs referenciadas, o programa não executa. 3

4 Exemplo de utilização de biblioteca dinâmica: OLExxxxVR Programa Fonte Compilação OLExxxxVR Programa Execução &ULDQGRXPD%LEOLRWHFD O programa a seguir implementa uma pilha, seu nome é PILHA.C. Este programa utiliza funções que serão implementadas como biblioteca:,1,&,$3,/+$, 3,/+$9$=,$, 3,/+$&+(,$, 386+ e URJUDPD3,/+$& /* Programa Principal C */ /* PUC-RJ - Carlos Henrique */ /* 22 de Setembro de 2002 */ #include <stdio.h> #include "PILHA.H" /* Funcao que exibe o conteudo da pilha. */ void VERPILHA (Tpilha *P) int A; A=0; if (PILHAVAZIA (P)) printf ("--- VAZIA ---"); else while (A <= P->TOPO) printf ("\ncelula %d valor %c",a,p->no[a].c); A++; 4

5 /* Funcao principal */ int main (void) int OP, AUX; Tpilha P; char NOVO, RETIRADO; OP=1; INICIAPILHA (&P); printf ("P I L H A"); while (OP!= 4) printf ("\ndigite a opcao desejada:"); printf ("\n\n1 - Ver PILHA"); printf ("\n2 - Insere na PILHA"); printf ("\n3 - Retira da PILHA"); printf ("\n4 - SAIR"); printf ("\n\n\n Opcao: "); scanf ("%d",&op); if (OP == 1) VERPILHA (&P); if (OP == 2) printf ("\nentre com o caracter desejado: "); NOVO = getchar(); AUX = PUSH (&P,NOVO); if (AUX == 1) printf ("\ncaracter %c inserido com sucesso!",novo); else printf ("\npilha CHEIA"); if (OP == 3) AUX = POP (&P,&RETIRADO); if (AUX == 1) printf ("\ncaracter %c retirado da pilha!",retirado); else printf ("\n--- PILHA VAZIA ---"); 5

6 Repare que na sexta linha do programa há LQFOXGH ³3,/+$+ ³. Essa instrução informa ao compilador no momento da compilação, que determinadas funções e estrutura de dados inclusos no código fonte, estão referênciadas no arquivo PILHA.H. Este arquivo deve conter todas as chamadas de funções que a biblioteca a ser gerada terá. $UTXLYR3,/+$+ /* Header de biblioteca C */ /* PUC-RJ - Carlos Henrique */ /* 22 de Setembro de 2002 */ /* Definindo o numero de NOS */ #define MAX_NOS 5 /* Estrutura da pilha */ typedef struct char C; Tc; typedef Tc Tno; typedef struct Tno NO[MAX_NOS]; int TOPO; Tpilha; void INICIAPILHA (Tpilha *P); /* Funcao INICIAPILHA recebe um ponteiro para a estrutura em memoria */ /* Tpilha, e nao retorna nada, apenas seta os valores iniciais da pilha. */ int PILHAVAZIA (Tpilha *P); /* Funcao PILHAVAZIA recebe um ponteiro para a estrutura em memoria */ /* Tpilha, e retorna 1 se a pilha estiver vazia, ou 0 se houver */ /* alguma celula ocupada. */ int PILHACHEIA (Tpilha *P); /* Funcao PILHACHEIA recebe um ponteiro para a estrutura em memoria */ /* Tpilha, e retorna 1 se a pilha estiver cheia, ou 0 se houver */ /* alguma celula vazia. */ int PUSH (Tpilha *P, char NOVO); /* Funcao PUSH recebe um ponteiro para a estrutura em memoria */ /* Tpilha, e um caracter de 1 digito do tipo char que sera inserido na */ /* pilha. Retorna 1 se iseriu o caracter na pilha com sucesso, ou 0 se */ 6

7 /* nao iseriu. */ int POP (Tpilha *P, char *C); /* Funcao POP recebe um ponteiro para a estrutura em memoria */ /* Tpilha, e um ponteiro do tipo char que recebera na execucao da */ /* funcao o caracter removido da pilha. Retorna 1 se removeu o caracter */ /* da pilha com sucesso, ou 0 se nao removeu. */ O código das funções será descrito em arquivos.c, que determinam a funcionalidade e o tratamento realizado. Cada arquivo pode conter uma ou várias funções, isso será determinado pelo programador. Repare que no exemplo aqui mostrado, os arquivos de funções: IP.C, VP.C e PUPO.C, também referenciam o arquivo PILHA.H. O motivo desta chamada é em razão da estrutura de dados Tpilha utilizadas nestes arquivos estar codificada no arquivo PILHA.H. $UTXLYR,3& /* Funcao C */ /* PUC-RJ - Carlos Henrique */ /* 22 de Setembro de 2002 */ #include "PILHA.H" void INICIAPILHA (Tpilha *P) P->TOPO = -1; $UTXLYR93& /* Funcao C */ /* PUC-RJ - Carlos Henrique */ /* 22 de Setembro de 2002 */ #include "PILHA.H" int PILHAVAZIA (Tpilha *P) if (P->TOPO == -1) return 1; return 0; int PILHACHEIA (Tpilha *P) if (P->TOPO == MAX_NOS-1) return 1; return 0; 7

8 $UTXLYR3832& /* Funcao C */ /* PUC-RJ - Carlos Henrique */ /* 22 de Setembro de 2002 */ #include "PILHA.H" int PUSH (Tpilha *P, char NOVO) if (PILHACHEIA (P)) return 0; P->NO[P->TOPO+1].C = NOVO; P->TOPO++; return 1; int POP (Tpilha *P, char *C) if (PILHAVAZIA (P)) return 0; *C=P->NO[P->TOPO].C; P->TOPO--; return 1; Obtendo os arquivos já exibidos e listados logo abaixo, é possível então criar bibliotecas estáticas e dinâmicas. PILHA.C PILHA.H IP.C VP.C PUPO.C *HUDQGRD%LEOLRWHFD(VWiWLFD O primeiro passo é compilar os arquivos de funções.c para código de máquina, extensão.o. Para isso, usam-se os comandos: JFF²F,3& JFF²F93& JFF²F3832& 8

9 Serão obtidos então, os arquivos: IP.o, VP.o e PUPO.o. O passo seguinte é concatenar estes arquivos em um único arquivo de biblioteca, para isso usa-se o comando: DUUOLE3,/+$(D,3R93R3832R Será obtido o arquivo: libpilhae.a. Logo depois, deve-se re-indexar a biblioteca recém criada para mantê-la integra: UDQOLEOLE3,/+$(D Neste ponto a nova biblioteca estática está criada, e poderá ser usada em compilações de programas escritos em C que utilizem funções desta biblioteca, como é o caso do programa PILHA.C. Para que ele seja compilado, usa-se o comando: JFF²R3,/+$(3,/+$&²O3,/+$(²/ Obtendo sucesso no processo de compilação, será criado o arquivo executável PILHA-E. Este arquivo executará independente da biblioteca, basta executar. *HUDQGRD%LEOLRWHFD'LQkPLFD Diferente da estática, o procedimento para geração de uma biblioteca dinâmica é único, basta compilar a biblioteca proveniente dos arquivos de funções.c. Para isso, usa-se o comando: JFF²ROLE3,/+$'VR,3&93&3832&VKDUHG Será obtido o arquivo: libpilhad.so. Com a nova biblioteca dinâmica criada, basta usa-la junto à compilação de arquivos C que usem funções contidas nela, como é o caso do programa PILHA.C. Para que ele seja compilado, usa-se o comando: JFF²R3,/+$'3,/+$&²O3,/+$'²/ Obtendo sucesso no processo de compilação, será criado o arquivo executável PILHA-D. Este arquivo não rodará independente da biblioteca, será 9

10 necessário ter a biblioteca junto do arquivo para que as funções sejam carregadas direto da biblioteca. Caso seja executado sem a biblioteca o seguinte erro ocorrerá: Error while loading shared libraries: libpilhad.so: cannot open shared object file: no such file or directory. Uma boa forma de fazer funcionar, é colocar a biblioteca no mesmo diretório do arquivo executável e executar o comando: H[SRUW/'B/,%5$5<B3$7+ /'B/,%5$5<B3$7+ Com isso ao executar o programa, a biblioteca será procurada no diretório atual, onde reside o executável e a biblioteca. Encontrando a biblioteca, o programa será executado com sucesso. %LEOLRJUDILD - Material da aula Ferramentas para Unix Renato Mauro. - Conceitos básicos de programação de sistemas Taisy Silva Weber. 10