linux下gcc基本操作以及静态库、动态库的制作

c文件编译过程

• 预编译（展开头文件、去掉注释、宏处理）（.c->.i）
• 编译（.i->.s）
• 汇编 (.s->.o)
• 链接 (.0->app)

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基本指令

gcc

• -E：预处理将.c文件变为.i文件（其实也是c文件）
• -S：编译，将.i文件变为.s汇编文件
• -c：汇编，将.c文件变为.o二进制文件
• -o：指定名称
• -g：gdb调试的时候需要加
• -D：在编译的时候指定一个宏
• -Wall：输出警告信息
• -On:优化等级，n为等级数目1,2,3只有这三级

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为什么要用库

• 保密：别人想使用你的代码功能，但你不想让别人看见代码细节
• 方便：只需要知道库文件函数接口，就可以方便使用其功能，不用知道具体细节
• 说明书：头文件相当于说明书，库函数使用信息基本都可以找到

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静态库与动态库的区别

在windows和linux中都有库概念，都有静态库、动态库之分。

• windows
  
  • 静态库文件为.lib文件，
  • 动态库文件为.dll文件
• linux
  
  • 静态库文件为.a文件
  • 动态库文件为.so文件，后面可能跟数字，表明库版本
• 两者区别
  
  • 静态库在编译阶段，会加载到程序内部
  • 动态库在程序运行时才会被加载
• 优缺点
  
  • 静态库优点：程序依赖性不大，自身就是功能完备的主体
  • 静态库缺点：加入多个程序用到同一个库文件，编译出每个程序都有一份该静态库融入其中，体量巨大。不利于更新，（游戏改动人物轻微细节，就需要对整个程序进行重新编译发布）
  • 动态库优点：程序调用时加载结束时释放，应用灵活占用空间不大，对程序轻微改动时，只需要改变某些库文件即可
  • 动态库缺点：某些库文件丢失可能导致导致程序无法正运行

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静态库的制作

命名规则

• 前缀lib
• 库名
• 后缀.a
• 完整形式 libxxx.a

制作步骤

• 原材料：.c .cpp
• 将c文件生成.o
  
  • gcc -c xxx.c
• 将.o打包
  
  • ar rcs 静态库的名字 原材料
  • ar rcs libxxx.a *.o
• 库的使用
  
  • gcc main.c -I 头文件路径 -L 库路径 -l库名(紧挨着，只写库名前缀尾缀都不要) -o 指定文件名

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静态库制作调用举例

//工程目录下有一个main.c文件src、include两个文件夹
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ls -l
总用量 16
drwxrwxrwx 0 root root 4096 4月  25 10:22 include
-rw-rw-rw- 1 root root   77 4月  25 10:22 main.c
drwxrwxrwx 0 root root 4096 4月  25 10:40 src


//src目录下有两个.c文件
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ls src/
func1.c  func2.c
//include目录下有一个.h头文件
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ls include/
head.h


//查看相关的内容
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# cat src/func1.c
#include <stdio.h>
#include "head.h"
void func1(void)
{
    printf("this is func1\n");
}
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# cat src/func2.c
#include <stdio.h>
#include "head.h"
void func2(void)
{
    printf("this is func2\n");
}
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# cat include/head.h
#ifndef _HEAD_H_
#define _HEAD_H_
void func1(void);
void func2(void);
#endif
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# cd src
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# ls
func1.c  func2.c


//制作静态库第一步将.c文件转化.o文件
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# gcc *.c -I ../include/ -c
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# ls
func1.c  func1.o  func2.c  func2.o


//制作静态库第二部=步将.o文件转化为静态库文件
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# ar rcs libtest.a *.o
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# ls
func1.c  func1.o  func2.c  func2.o  libtest.a
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# cd ..


//调用验证
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# gcc main.c -o run -I ./include/ -L src/ -l test


//成功编译
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ls
include  main.c  run  src


//功能有效
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ./run
this is func1
this is func2

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动态库的制作

命名规则

• libxxx.so
• libxxx.so.n.n.n(n代表数字表示版本)

制作步骤

• 源文件生成.o
gcc -c *.c -fpic或(fPIC)
• 打包成动态库
  gcc -shared -o libxxx.so *.o(第一步生成的.o文件)

库的使用

• 加入现在有以下原料：(a.h libtest.so(动态库和库的头文件)) 、main.c(测试程序)
• 使用方法与静态库使用方法一致
  gcc main.c -I 头文件路径 -L 库路径 -l库名(紧挨着，只写库名前缀尾缀都不要) -o 指定文件名
• 调用报错：执行动态库的时候，打不开动态库文件
  对于elf格式的可执行程序，是由ld-linux.so*，它先后搜索elf文件的DT_RPATH段->环境变量LD_LIBRARY_PATH->/etc/ld.so.cache文件列表->/lib/,/usr/lib 目录找到库文件后将其载入内存
• 解决办法
  -直接将库文件复制到/lib/,/usr/lib目录下
  
  • 使用环境变量
    
    • 临时设置
      在终端里面写一个命令：export LD_LIBRARY_PATH=动态库的路径
    • 永久设置
      
      • 用户级别
        在~/.bashrc用户配置文件里添加上面命令，配置完成重启终端或者 source~/.bashrc
      • 系统级别
        在/etc/profile系统配置文件里添加上面命令，配置完成source /etc/profile更新配置文件
  • 更新/etc/ld.so.cache文件列表
    
    • 找到一个配置文件
      
      • /etc/ld.so.conf
      • 动态库绝对路径写到里面
    • 执行一个命令
      
      • ldconfig -v

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用法举例

//工程目录结构
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ls -l
总用量 20
drwxrwxrwx 0 root root 4096 4月  25 10:22 include
-rw-rw-rw- 1 root root   77 4月  25 10:22 main.c
drwxrwxrwx 0 root root 4096 4月  25 16:34 src
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ls include/
head.h
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ls src/
func1.c  func2.c


//进入src文件夹进行库的生成
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# cd src
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# ls
func1.c  func2.c


//将.c文件转化为.o文件
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# gcc -c *.c -I ../include/ -fpic
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# ls
func1.c  func1.o  func2.c  func2.o


//生成动态库文件
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# gcc -shared -o libtest.so *.o
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# ls
func1.c  func1.o  func2.c  func2.o  libtest.so
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp/src# cd ..
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ls
include  main.c  src


//编译工程
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# gcc main.c -o run -I ./include/ -L src/ -l test


//生成了目标程序run
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ls
include  main.c  run  src


//运行程序出错
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ./run
./run: error while loading shared libraries: libtest.so: cannot open shared object file: No such file or directory


//运行其中一种方法，程序成功运行
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# cp src/libtest.so /lib
root@DESKTOP-FR31BP0:/tmp# ./run
this is func1
this is func2
//其余解决方案自行测试