在Linux下如何使用GCC编译程序、简单生成 静态库及动态库
【转】在Linux下如何使用GCC编译程序、简单生成 静态库及动态库。
一、关于安装。一般系统默认是安装好编译器的，并且网络上有大量资料介绍不同发行版本下的安装问题，本文不再描述。
二、C编程中的文件后缀名介绍
.a 静态库（打包文件）
.c 未经过预处理的C源码
.h C头文件
.i 经过预处理的C源码
.o 编译之后产生的目标文件
.s 生成的汇编语言代码
.so 动态库（动态链接库）
解释：*.a是我们在编译过后用ar打包生成的静态库；*.c一般使我们自己编辑的代码，使我们劳动的结晶；*.h一般是 我们手工生成的接口文件，如果愿意，也可在*.c完成后用GCC的选项-aux-info帮我们生成；*.i是经过预处理后的源码，是由GCC在选项-E编译下自动生成 的文件；*.o是编 译后产生的目标文件；*.s是GCC在选项-S编译下生成的汇编语言代码，对于性能要求很高的程序可以先生成汇编语言文件并对汇编做优化，然后用优 化后的汇编生成目标文件并链接；*.so是动态库，通过GCC的-fpic -shared选项生成。
三、hello.c的编译过程
本小节的演示都针对文件 hello.c 进行
- /*
- * hello.c
- */
- #include <stdio.h>
- int main()
- {
- printf("hello, world!/n");
- return 0;
- }
- $ gcc -o hello hello.c
- $ ./hello
- hello, world!
- 如 下编译方式 结果相同：
- $ gcc hello.c -o hello
- $ ./hello
- hello, world!
- 如 下编译方式 有别于以上编译方 案（具体查找ELF和a.out文件格式差别的网络资料，对于此处结果是无任何区别的）：
- $ gcc hello.c
- $ ./a.out
- hello, world!
2. 生成预处理后的文件 hello.i
- $ gcc -E hello.c -o hello.i
- $ ls
- a.out hello hello.c hello.i
- hello.i 就 是新生成的文件
- 如下语句结果相同：
- $ gcc -E -o hello.i hello.c
- 如 果不设定输出文件，则打印到标准终端，此时我们可以用 less 查看：
- $ gcc -E hello.c | less
- # 1 "hello.c"
- # 1 "<built-in>"
- # 1 "<command line>"
- # 1 "hello.c"
- # 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
- # 28 "/usr/include/stdio.h" 3 4
- # 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4
- # 329 "/usr/include/features.h" 3 4
- ..............................
- 或 者执行：
- $ gcc -E hello.c -o hello.i
- $ vi hello.i
- 1 # 1 "hello.c"
- 2 # 1 "<built-in>"
- 3 # 1 "<command line>"
- 4 # 1 "hello.c"
- 5 # 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
- 6 # 28 "/usr/include/stdio.h" 3 4
- 7 # 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4
- 8 # 329 "/usr/include/features.h" 3 4
- .......... < 中间部分略> ..................
- 929 # 844 "/usr/include/stdio.h" 3 4
- 930
- 931 # 2 "hello.c" 2
- 932
- 933 int main()
- 934 {
- 935 printf("hello, world!/n");
- 936
- 937 return 0;
- 938 }
- 可 见，将近1000行的代码，我们的只占了最末8行。
- $ gcc -S hello.c -o hello.s
- $ ls
- a.out hello hello.c hello.i hello.s
- hello.s 就是新生成的文件
- 如下语句结果相同：
- $ gcc -S -o hello.s hello.c
- 如 下语句结果相同：
- $ gcc -S hello.c
- 也 可以采用前一步骤产生的中间文件生成汇编文件：
- $ gcc -S hello.i -o hello.s
- $ gcc -S -o hello.s hello.i
- $ gcc -S hello.i
- 生 成的汇编部分代码如下：
- $ vi hello.s
- 1 .file "hello.c"
- 2 .section .rodata
- 3 .LC0:
- 4 .string "hello, world!"
- 5 .text
- 6 .globl main
- 7 .type main, @function
- 8 main:
- 9 leal 4(%esp), %ecx
- 10 andl $-16, %esp
- 11 pushl -4(%ecx)
- 12 pushl %ebp
- // 注释：如果你熟悉，就可以对部分汇编优化以达到更好效果。
- $ gcc -c hello.c -o hello.o
- $ ls
- a.out hello hello.c hello.i hello.o hello.s
- hello.o 就是新生成的目标文件：
- 如下语句结果相同：
- $ gcc -c -o hello.o hello.c
- 如 下语句结果相同：
- $ gcc -c hello.c
- 也 可以采用前面步骤产生的中间文件hello.i或hello.s来生成目标文件：
- $ gcc -c hello.i
- $ gcc -c hello.s
- 我 们可以用 objdump 查看 hello.o 的二进制码：
- $ objdump -s hello.o
- hello.o: file format elf32-i386
- Contents of section .text:
- 0000 8d4c2404 83e4f0ff 71fc5589 e55183ec .L$.....q.U..Q..
- 0010 04c70424 00000000 e8fcffff ffb80000 ...$............
- 0020 000083c4 04595d8d 61fcc3 .....Y].a..
- Contents of section .rodata:
- 0000 68656c6c 6f2c2077 6f726c64 2100 hello, world!.
- Contents of section .comment:
- 0000 00474343 3a202847 4e552920 342e312e .GCC: (GNU) 4.1.
- 0010 31203230 30373031 30352028 52656420 1 20070105 (Red
- 0020 48617420 342e312e 312d3532 2900 Hat 4.1.1-52).
- $ gcc -o hello hello.i
- $ ./hello
- hello, world!
- $ gcc -o hello hello.s
- $ ./hello
- hello, world!
- $ gcc -o hello hello.o
- $ ./hello
- hello, world!
linux下静态库的生成比较方便。在生成目标文件后用 ar 打包即可。在中大型项目中一个模块一般会做成一个静态库，以方便管理、提高编译、链接效率。
本小节的展示针对 main.c、func1.c、func2.c三个文件
- /*
- * main.c
- */
- #include <stdio.h>
- extern int func1();
- extern int func2();
- int main()
- {
- int i;
- i = func1();
- printf("func1 return = %d/n",i);
- i = func2();
- printf("func2 return = %d/n",i);
- return 0;
- }
- /*
- * func1.c
- */
- int func1()
- {
- return 100;
- }
- /*
- * func2.c
- */
- int func2()
- {
- return 200;
- }
- $ gcc -c func1.c
- $ gcc -c func2.c
- $ ls
- func1.c func1.o func2.c func2.o main.c
- func1.o 和 func2.o 是 我们生成的目标文件。打包指令如下：
- $ ar -r libfunc.a func1.o func2.o
- 我 们查看 libfunc.a 中的文件：
- $ ar -t libfunc.a
- func1.o
- func2.o
- 现 在用静态库和 main.c 共同生成目标程序：
- $ gcc -o main main.c libfunc.a
- $ ./main
- func1 return = 100
- func2 return = 200
- 和 我们的预期相符合。下面我们进入动态库。
五、动态库的生成
linux下动态库的生成通过GCC选项实现。案例程序和静态库中的相同。一下是操作指令：
- 首 先我们生成目标文件，但是需要加编译器选项 -fpic 和链接器选项 -shared
- $ gcc -fpic -c func1.c 注：许多地方动态库的编译是使用-fPIC选项 而不是小写-fpic
- $ gcc -fpic -c func2.c
- $ gcc -shared -o libfunc.so func1.o func2.o
- $ ls
- func1.c func1.o func2.c func2.o libfunc.so main.c
- libfunc.so 就是我们生成的目标动态库。我们用动态库和 main.c 生成目标程序：
- $ gcc -o main main.c -L. -lfunc
- 注 意，我们用 -L. -lfunc 作为编译选项。-L. 表从当前目录查找需要的动态库，-lfunc 是动态库的调用规则。Linux系统下的动态库命名方 式是 lib*.so，而在链接时表示位 -l* ， *是自己起的库名。下面我们运行它：
- $ ./main
- ./main: error while loading shared libraries: libfunc.so: cannot open shared object file: No such file or directory
- 提 示一个错误， 指示无法找到动态库。在linux下最方便的解决方案是拷贝libfunc.so到绝对目录 /lib 下。但是只有超级用户才有这个权限。另外一个方案 是更改环境变量 LD_LIBRARY_PATH。如下：
- $ $ export LD_LIBRARY_PATH=`pwd`
- $ ./main
- func1 return = 100
- func2 return = 200
- 运 行成功。现在我们更改动态库的函数而不重新链接。如下：
- 更改 func1.c 为：
- int func1()
- {
- return 101;
- }
- 更 改 func2.c 为：
- int func2()
- {
- return 202;
- }
- 重 新生成库：
- $ gcc -fpic -shared func1.c func2.c -o libfunc.so
- $ ./main
- func1 return = 101
- func2 return = 202
- 可 以看出，动态库已经更新了。
本文简单介绍了linux下如何使用gcc进行编译程序、以及简 单的静态、动态库的生成。静态库提供了一种打包管理方案，而动态库使程序局部更新成为了可能，更重要的是，当有多份实例存在时，动态库可减小内存的消耗 （只占用一份代码空间）。
对本系列知识感兴趣者可继续跟踪阅读后续文章：库的版本管理、GCC的编译选项、Makefile与自动化编译
---------------------------------->人生犹如负重致远，不可急于求成。
自律使人自由！
