Como usar o comando ar do Linux para criar bibliotecas estáticas

Use o comando ar do Linux para criar bibliotecas de funções ao desenvolver software. Este tutorial mostrará como criar uma biblioteca estática, modificá-la e usá-la em um programa, completo com código de amostra.

O comando ar é um verdadeiro veterano – existe desde 1971. O nome ar faz referência ao uso original pretendido para a ferramenta, que era para criar arquivos de arquivo. Um arquivo morto é um único arquivo que atua como um contêiner para outros arquivos. Às vezes, para muitos outros arquivos. Os arquivos podem ser adicionados, removidos ou extraídos do arquivo. Pessoas que procuram esse tipo de funcionalidade não recorrem mais ao ar. Essa função foi assumida por outros utilitários, como o tar.

O comando ar ainda é usado para alguns propósitos especializados, no entanto. ar é usado para criar bibliotecas estáticas. Eles são usados ​​no desenvolvimento de software. E ar também pode ser usado para criar arquivos de pacote, como os arquivos “.deb” usados ​​na distribuição Debian Linux e seus derivados, como o Ubuntu.

Vamos percorrer as etapas necessárias para criar e modificar uma biblioteca estática e demonstrar como usar a biblioteca em um programa. Para fazer isso, precisamos de um requisito a ser cumprido pela biblioteca estática. O objetivo desta biblioteca é codificar strings de texto e decodificar texto codificado.

Observe que este é um hack rápido e sujo para fins de demonstração. Não use essa criptografia para nada de valor. É o mais simples do mundo cifra de substituição, onde A se torna B, B se torna C e assim por diante.

As funções cipher_encode () e cipher_decode ()

Estaremos trabalhando em um diretório chamado “biblioteca” e, posteriormente, criaremos um subdiretório chamado “teste”.

Temos dois arquivos neste diretório. Em um arquivo de texto chamado cipher_encode.c, temos a função cipher_encode ():

void cipher_encode(char *text)
{
 for (int i=0; text[i] != 0x0; i++) {
   text[i]++;
 }

} // end of cipher_encode

A função cipher_decode () correspondente está em um arquivo de texto chamado cipher_decode.c:

void cipher_decode(char *text)
{
 for (int i=0; text[i] != 0x0; i++) {
   text[i]--;
 }

} // end of cipher_decode

Os arquivos que contêm instruções de programação são chamados de arquivos de código-fonte. Vamos fazer um arquivo de biblioteca chamado libcipher.a. Ele conterá as versões compiladas desses dois arquivos de código-fonte. Também criaremos um arquivo de texto curto chamado libcipher.h. Este é um arquivo de cabeçalho contendo as definições das duas funções em nossa nova biblioteca.

Qualquer pessoa com a biblioteca e o arquivo de cabeçalho poderá usar as duas funções em seus próprios programas. Eles não precisam reinventar a roda e reescrever as funções; eles simplesmente fazem uso das cópias em nossa biblioteca.

Compilando os arquivos cipher_encode.c e cipher_decode.c

Para compilar os arquivos de código-fonte, usaremos o gcc, o compilador GNU padrão. A opção -c (compilar, sem link) diz ao gcc para compilar os arquivos e então parar. Ele produz um arquivo intermediário a partir de cada arquivo de código-fonte denominado arquivo-objeto. O vinculador gcc geralmente pega todos os arquivos-objeto e os vincula para formar um programa executável. Estamos pulando essa etapa usando a opção -c. Precisamos apenas dos arquivos objeto.

Vamos verificar se temos os arquivos que achamos que temos.

ls -l

Os dois arquivos de código-fonte estão presentes neste diretório. Vamos usar o gcc para compilá-los em arquivos-objeto.

gcc -c cipher_encode.c

gcc -c cipher_decode.c

Não deve haver saída do gcc se tudo correr bem.

Isso gera dois arquivos-objeto com o mesmo nome dos arquivos de código-fonte, mas com extensões “.o”. Esses são os arquivos que precisamos adicionar ao arquivo de biblioteca.

ls -l

Criação da biblioteca libcipher.a

Para criar o arquivo de biblioteca – que na verdade é um arquivo compactado – usaremos ar.

Estamos usando a opção -c (criar) para criar o arquivo de biblioteca, a opção -r (adicionar com substituição) para adicionar os arquivos ao arquivo de biblioteca e a opção -s (índice) para criar um índice dos arquivos dentro o arquivo de biblioteca.

Vamos chamar o arquivo de biblioteca de libcipher.a. Fornecemos esse nome na linha de comando, junto com os nomes dos arquivos-objeto que iremos adicionar à biblioteca.

ar -crs libcipher.a cipher_encode.o cipher_decode.o

Se listarmos os arquivos no diretório, veremos que agora temos um arquivo libcipher.a.

ls -l

Se usarmos a opção -t (tabela) com ar, podemos ver os módulos dentro do arquivo de biblioteca.

ar -t libcipher.a

Criação do arquivo de cabeçalho libcipher.h

O arquivo libcipher.h será incluído em qualquer programa que use a biblioteca libcipher.a. O arquivo libcipher.h deve conter a definição das funções que estão na biblioteca.

Para criar o arquivo de cabeçalho, devemos digitar as definições da função em um editor de texto como o gedit. Nomeie o arquivo “libcipher.h” e salve-o no mesmo diretório do arquivo libcipher.a.

void cipher_encode(char *text);
void cipher_decode(char *text);

Usando a biblioteca libcipher

A única maneira segura de testar nossa nova biblioteca é escrever um pequeno programa para usá-la. Primeiro, faremos um diretório chamado test.

mkdir test

Vamos copiar a biblioteca e os arquivos de cabeçalho para o novo diretório.

cp libcipher.* ./test

Vamos mudar para o novo diretório.

cd test

Vamos verificar se nossos dois arquivos estão aqui.

ls -l

Precisamos criar um pequeno programa que possa usar a biblioteca e provar que funciona conforme o esperado. Digite as seguintes linhas de texto em um editor. Salve o conteúdo do editor em um arquivo denominado “test.c” no diretório de teste.

#include 
#include 

#include "libcipher.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
 char text[]="How-To Geek loves Linux";

 puts(text);

 cipher_encode(text);
 puts(text);

 cipher_decode(text);
 puts(text);

 exit (0);

} // end of main

O fluxo do programa é muito simples:

Inclui o arquivo libcipher.h para que possa ver as definições das funções da biblioteca.
Ele cria uma string chamada “text” e armazena as palavras “How-To Geek loves Linux” nela.
Ele imprime essa string na tela.
ele chama a função cipher_encode () para codificar a string e imprime a string codificada na tela.
Ele chama cipher_decode () para decodificar a string e imprime a string decodificada na tela.

Para gerar o programa de teste, precisamos compilar o programa test.c e vinculá-lo à biblioteca. A opção -o (saída) diz ao gcc como chamar o programa executável que ele gera.

gcc test.c libcipher.a -o test

Se o gcc silenciosamente retornar você ao prompt de comando, está tudo bem. Agora vamos testar nosso programa. Momento da verdade:

./test

E vemos a saída esperada. O programa de teste imprime o texto simples, imprime o texto criptografado e, em seguida, imprime o texto descriptografado. Ele está usando as funções de nossa nova biblioteca. Nossa biblioteca está funcionando.

Sucesso. Mas por que parar aí?

Adicionando outro módulo à biblioteca

Vamos adicionar outra função à biblioteca. Adicionaremos uma função que o programador pode usar para exibir a versão da biblioteca que está usando. Precisaremos criar a nova função, compilá-la e adicionar o novo arquivo de objeto ao arquivo de biblioteca existente.

Digite as seguintes linhas em um editor. Salve o conteúdo do editor em um arquivo denominado cipher_version.c, no diretório da biblioteca.

#include 

void cipher_version(void)
{
 puts("How-To Geek :: VERY INSECURE Cipher Library");
 puts("Version 0.0.1 Alphan");

} // end of cipher_version

Precisamos adicionar a definição da nova função ao arquivo de cabeçalho libcipher.h. Adicione uma nova linha ao final desse arquivo, de modo que tenha a seguinte aparência:

void cipher_encode(char *text);
void cipher_decode(char *text);
void cipher_version(void);

Salve o arquivo libcipher.h modificado.

Precisamos compilar o arquivo cipher_version.c para que tenhamos um arquivo de objeto cipher_version.o.

gcc -c cipher_version.c

Isso cria um arquivo cipher_version.o. Podemos adicionar o novo arquivo de objeto à biblioteca libcipher.a com o seguinte comando. A opção -v (detalhada) faz com que a ar geralmente silenciosa nos diga o que ela fez.

ar -rsv libcipher.a cipher_version.o

O novo arquivo de objeto é adicionado ao arquivo de biblioteca. ar imprime a confirmação. O “a” significa “adicionado”.

Podemos usar a opção -t (tabela) para ver quais módulos estão dentro do arquivo de biblioteca.

ar -t libcipher.a

Existem agora três módulos dentro do nosso arquivo de biblioteca. Vamos usar a nova função.

Usando a função cipher_version ().

Vamos remover a biblioteca antiga e o arquivo de cabeçalho do diretório de teste, copiar os novos arquivos e, em seguida, mudar de volta para o diretório de teste.

Excluiremos as versões antigas dos arquivos.

rm ./test/libcipher.*

Vamos copiar as novas versões para o diretório de teste.

cp libcipher.* ./test

Vamos mudar para o diretório de teste.

cd test

E agora podemos modificar o programa test.c para que ele use a nova função de biblioteca.

Precisamos adicionar uma nova linha ao programa test.c que chama a função cipher_version (). Colocaremos isso antes do primeiro puts (texto); linha.

#include 
#include  

#include "libcipher.h" 

int main(int argc, char *argv[]) 
{
 char text[]="How-To Geek loves Linux"; 

 // new line added here
 cipher_version(); 

 puts(text); 
 
 cipher_encode(text); 
 puts(text); 
 
 cipher_decode(text); 
 puts(text); 

 exit (0); 

} // end of main

Salve como test.c. Agora podemos compilá-lo e testar se a nova função está operacional.

gcc test.c libcipher.a -o test

Vamos executar a nova versão do teste:

A nova função está funcionando. Podemos ver a versão da biblioteca no início da saída do teste.

Mas pode haver um problema.

Substituindo um Módulo na Biblioteca

Esta não é a primeira versão da biblioteca; é o segundo. Nosso número de versão está incorreto. A primeira versão não tinha a função cipher_version (). Este sim. Portanto, esta deve ser a versão “0.0.2”. Precisamos substituir a função cipher_version () na biblioteca por uma corrigida.

Felizmente, o ar torna isso muito fácil de fazer.

Primeiro, vamos editar o arquivo cipher_version.c no diretório da biblioteca. Altere o texto “Versão 0.0.1 Alpha” para “Versão 0.0.2 Alpha”. Deve ser assim:

#include 

void cipher_version(void)
{
 puts("How-To Geek :: VERY INSECURE Cipher Library");  
 puts("Version 0.0.2 Alphan"); 

} // end of cipher_version

Salve este arquivo. Precisamos compilá-lo novamente para criar um novo arquivo de objeto cipher_version.o.

gcc -c cipher_version.c

Agora iremos substituir o objeto cipher_version.o existente na biblioteca por nossa versão recém-compilada.

Usamos a opção -r (adicionar com substituir) antes, para adicionar novos módulos à biblioteca. Quando o usarmos com um módulo que já existe na biblioteca, o ar substituirá a versão antiga pela nova. A opção -s (índice) atualizará o índice da biblioteca e a opção -v (detalhado) fará com que ar nos diga o que foi feito.

ar -rsv libcipher.a cipher_version.o

Desta vez, ar relata que substituiu o módulo cipher_version.o. O “r” significa substituído.

Usando a função cipher_version () atualizada

Devemos usar nossa biblioteca modificada e verificar se funciona.

Copiaremos os arquivos da biblioteca para o diretório de teste.

cp libcipher.* ./test

Vamos mudar para o diretório de teste.

cd ./test

Precisamos compilar nosso programa de teste novamente com nossa nova biblioteca.

gcc test.c libcipher.a -o test

E agora podemos testar nosso programa.

./test

A saída do programa de teste é a que esperávamos. O número de versão correto é mostrado na string de versão e as rotinas de criptografia e descriptografia estão funcionando.

Excluindo Módulos de uma Biblioteca

Parece uma pena depois de tudo isso, mas vamos deletar o arquivo cipher_version.o do arquivo de biblioteca.

Para fazer isso, usaremos a opção -d (excluir). Também usaremos a opção -v (verbose), para que ar nos diga o que fez. Também incluiremos a opção -s (índice) para atualizar o índice no arquivo de biblioteca.

ar -dsv libcipher.a cipher_version.o

ar relata que removeu o módulo. O “d” significa “excluído”.

Se pedirmos a ar para listar os módulos dentro do arquivo de biblioteca, veremos que estamos de volta aos dois módulos.

ar -t libcipher.a

Se você for excluir módulos de sua biblioteca, lembre-se de remover suas definições do arquivo de cabeçalho da biblioteca.

Compartilhe seu código

As bibliotecas tornam o código compartilhável de maneira prática, mas privada. Qualquer pessoa a quem você fornece o arquivo de biblioteca e o arquivo de cabeçalho pode usar sua biblioteca, mas seu código-fonte real permanece privado.