Linux 下用 Clion 编写及调用共享库的实践

bear_fish

发布于 2018-09-19 12:02:52

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发布于 2018-09-19 12:02:52

https://zetaoyang.github.io/post/2016/11/05/linux-shared-object.html

尝试了一下，Windows 下 Codeblocks 利用 Mingw 编译器编写动态链接库，结果虽然 dll 是生成了，但过程还是不太满意。因为 dll 是 Windows 下才用到的，似乎用 GNU 的编译器不太合适，最终还是改用 VS2015 (虽然它很‘臃肿’)。然后，我就尝试在 Linux 上编写.so(shared object, 共享库。和 dll 类似)文件。在 Linux 上，我尝试了 JetBrains 家的 Clion ，它的代码提示，确实比 Codeblock 好，这点值得肯定。而且在 Linux 上的构建速度比在 Windows 上快(相同硬件条件下) 。虽然 Clion 是收费软件，但是有学生优惠。我用 edu 邮箱申请一年期的免费使用权，到期之后还可以用 edu 邮箱再次验证使用。在能力范围之内，能不用破解软件，就不用破解软件。要尊重同行的劳动。

回到正题，静态库、动态库在不同系统下的对应关系： linux： .a (Archive libraries) 和 .so(Shared object) ; Windows： .lib 和 .dll(Dynamic-link library)

先编写一个库试试

首先用 Clion 新建一个项目 “hello”，main.cpp 的内容为：

#include <iostream>
using namespace std;

void hi()
{
    cout << "Hello,nihao" << endl;
}
int add(int a,int b)
{
    return a + b;
}

CMakeLists.txt (学名：组态档)的内容：

cmake_minimum_required(VERSION 3.6)
project(hello)

set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11")

set(SOURCE_FILES main.cpp)
#动态库
add_library(hello SHARED ${SOURCE_FILES})
#静态库
add_library(hell ${SOURCE_FILES})

编译生成libhello.so。可用nm -C libhello.so来查看符号表：

0000000000201040 B __bss_start
0000000000201040 b completed.7585
                 U __cxa_atexit@@GLIBC_2.2.5
                 w __cxa_finalize@@GLIBC_2.2.5
0000000000000840 t deregister_tm_clones
00000000000008d0 t __do_global_dtors_aux
0000000000200dd0 t __do_global_dtors_aux_fini_array_entry
0000000000201038 d __dso_handle
0000000000200de0 d _DYNAMIC
0000000000201040 D _edata
0000000000201048 B _end
00000000000009e4 T _fini
0000000000000910 t frame_dummy
0000000000200dc0 t __frame_dummy_init_array_entry
0000000000000af0 r __FRAME_END__
0000000000201000 d _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
00000000000009cf t _GLOBAL__sub_I_main.cpp
                 w __gmon_start__
00000000000009fc r __GNU_EH_FRAME_HDR
00000000000007b8 T _init
                 w _ITM_deregisterTMCloneTable
                 w _ITM_registerTMCloneTable
0000000000200dd8 d __JCR_END__
0000000000200dd8 d __JCR_LIST__
                 w _Jv_RegisterClasses
0000000000000880 t register_tm_clones
0000000000201040 d __TMC_END__
0000000000000940 T hi()
0000000000000972 T add(int, int)
0000000000000986 t __static_initialization_and_destruction_0(int, int)
                 U std::ostream::operator<<(std::ostream& (*)(std::ostream&))@@GLIBCXX_3.4
                 U std::ios_base::Init::Init()@@GLIBCXX_3.4
                 U std::ios_base::Init::~Init()@@GLIBCXX_3.4
                 U std::cout@@GLIBCXX_3.4
                 U std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::endl<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&)@@GLIBCXX_3.4
00000000000009ed r std::piecewise_construct
0000000000201041 b std::__ioinit
                 U std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<< <std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*)@@GLIBCXX_3.4

动态库显式调用(运行时装入)

新建一个项目 “openso”，以下是main.cpp的内容：

#include <iostream>
#include "dlfcn.h"//显式调用的头文件

using namespace std;

int main() {

    cout << "C++ dlopen" << endl;

    // 打开库文件
    cout << "Opening libhello.so..." << endl;
    //动态库 libhello.so 的绝对路径
    void *handle = dlopen("/home/yang/Desktop/openso/lib/libhello.so", RTLD_LAZY);

    if (!handle) {
        cerr << "Cannot open library: " << dlerror() << endl;
        return 1;
    }

    // 加载符号表
    cout << "Loading symbol hi..." << endl;
    typedef void (*hi_t)();

    // 错误
    dlerror();
    hi_t hi = (hi_t) dlsym(handle, "hi");
    const char *dlsym_error = dlerror();
    if (dlsym_error) {
        cerr << "Cannot load symbol 'hi': " << dlsym_error << endl;
        dlclose(handle);
        return 1;
    }

    cout << "Calling hi()..." << endl;
    hi();

    // 加载符号表
    cout << "Loading symbol add..." << endl;
    typedef int (*add_t)(int, int);

    // 错误
    dlerror();
    add_t add = (add_t) dlsym(handle, "add");
    if (dlsym_error) {
        cerr << "Cannot load symbol 'add': " << dlsym_error << endl;

        dlclose(handle);
        return 1;
    }

    cout << "Calling the add()..."<< endl;
    cout << add(2, 3) << " is the result"<< endl;

    // 关闭库文件
    cout << "Closing library..."<< endl;
    dlclose(handle);
}

CMakeLists.txt 的内容：

cmake_minimum_required(VERSION 3.6)
project(openso)

set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11")
set(SOURCE_FILES main.cpp)
add_executable(openso ${SOURCE_FILES})
target_link_libraries(openso ${CMAKE_DL_LIBS})

编译，也可以在项目的根目录下执行g++ -o main main.cpp -ldl。

程序运行结果如下：

C++ dlopen
Opening libhello.so...
Loading symbol hi...
Calling hi()...
Hello,nihao
Loading symbol add...
Calling the add()...
5 is the result
Closing library...

动态库隐式调用(编译时装入)

新建一个项目 “hideso”，以下是main.cpp的内容：

#include <iostream>
using namespace std;

void hi();
int  add(int,int);

int main(int argc,char *argv[])
{
    hi();
    cout << endl;
    cout << add(13,12) << endl;
    return 0;
}

CMakeLists.txt 的内容：

cmake_minimum_required(VERSION 3.6)
project(hideso)

set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11")

set(SOURCE_FILES main.cpp)
add_executable(hideso ${SOURCE_FILES})
target_link_libraries(hideso /home/yang/Desktop/hideso/libhello.so)

编译，也可以在项目的根目录下执行g++ -o main main.cpp ./libhello.so。

在执行隐式链接的程序之前，需要设置 LD_LIBRARY_PATH 环境变量，或者把前面生成的 libhello.so 复制到系统路径下，否则报错：

error while loading shared libraries: libhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

运行可在项目根目录下执行：

export LD_LIBRARY_PATH=.
./main

还可直接用ldd命令查看其所隐式调用的库。

对于 C 语言编译的库，C++ 调用时需要这么做(保证C/C++ 兼容性，注意cplusplus前面是两个’_‘)：

#include <iostream>
using namespace std;

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
	void hi();
	int add(int,int);
#ifdef __cplusplus
}
#endif

int main(int argc,char *argv[])
{
    hi();
    cout << endl;
    cout << add(12,13) << endl;
    return 0;
}

当然了，C++ 编写的库，C 是无法直接调用的。那如果 C 想调用 C++的库，应该怎么做呢？请接着往下看。

C 调用 C++ 库

C 调用 C++ 的库，一般不能直接调用，需要将 C++ 库转换成 C 接口(也就是要用extern "C")输出，才可以用 C 来调用，这里举个例子(比如 C++ 中的“类”)：

#include <iostream>

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
    int here();
#ifdef __cplusplus
}
#endif

using namespace std;

class Hi {
    public:
    int hello() {
        cout << "here() is called" << endl;
    }
};

int here() {
    Hi hh;
    hh.hello();
    return 0;
}

CMakeLists.txt 内容不再赘述。

接下来只简单说一下它的显示调用：

#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>

int main()
{
    int (*dlfunc)();
    void *handle;  //定义一个句柄
    handle = dlopen("./libcppso.so", RTLD_LAZY);//获得库句柄
    dlfunc = dlsym(handle, "here"); //获得函数入口
    (*dlfunc)();
    dlclose(handle); 

    return 0;
}

运行输出如下：

here() is called

CMake 相关:

CMake Wiki CMake 常用命令和变量 CMake使用进阶 CMake 简要教程–相关工具对比

Make 相关

Makefile + make 为 Unix-like 环境下的项目管理工具(抽象程度低)。对于如何使用 Makefile 编译动态库和静态库，可参考这篇文章：linux编译动态库和静态库的makefile示例。需要说明一点：cmake 也是根据 CMakeLists.txt 文件去生成 Makefile 的 (可以跨平台生成对应平台能用的 Makefile) 。而且 cmake 是抽象层次更高的项目管理工具。当你需要编译一个大项目，而大项目各文件的依赖关系复杂，Makefile 并不好写，这时使用 cmake 则很方便。

链接、装载与库相关

可以看看《程序员的自我修养——链接、装载与库》这本书。

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原始发表：2017年05月02日，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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