gcc使用及动静态库制作

一. GCC的使用

1. GCC的编译过程

(1)预处理(cpp)gcc -E(输出问价通常以 .i 结尾),将头文件展开,宏替换等操作;

(2)编译器(gcc)gcc -S(输出问价以 .s 结尾)生成汇编代码;

(3)汇编器(as)gcc -c(输出文件以 .o 结尾)将汇编编译成二进制文件;

(4)连接器(ld)gcc,链接 lib 库生成可执行文件。

执行过程如下(hello.c):

#include<stdio.h>

int main()
{
    printf("hello world\n");
    return 0;
}

Linux执行过程:

[root@centos1 src]# gcc -E hello.c >> hello.i
[root@centos1 src]# gcc -S hello.i
[root@centos1 src]# gcc -c hello.s
[root@centos1 src]# gcc -o hello.out hello.o
[root@centos1 src]# ./hello.out
hello world

注:第4步如果使用 ld 会报如下错误

[root@centos1 src]# ld hello.o
ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 00000000004000b0
hello.o: In function `main':
hello.c:(.text+0xa): undefined reference to `puts'

没有 __start 是因为C程序以main为主函数,汇编以start为主函数入口,改用gcc连接就可以,如果非用ld,需要自己链接libc.so库。

2. GCC编译参数

  • -I 包含头文件路径(可以使绝对路径,也可以是相对路径)
  • -O 优化选项,1-3越高优先级越高
  • -L 包含的库路径
  • -l(L的小写)指定库名(通常libxxx.so或者libxxx.a,-lxxx)
  • -o 目标文件
  • -c 编译成.o文件
  • -g 用于gdb调试不加此选项不能gdb调试
  • -Wall 显示更多的警告
  • -D 指定宏编译
  • -lstdc++ 编译c++代码

二. 动静库

1. 制作库文件作用

    作用:将实现某部分功能的代码封装成库文件,以方便调用,或者是对代码进行保护加密。

    应用场景:有时想将某代码提供给别人用,但是又不想公开源代码,这时可以将代码封装成库文件。在开发中调用其他人员编写的库。

2. 静态库

(1)制作步骤

    1)编译.o文件

    2)将.o文件打包:ar rcs libname.a file1.o file2.o file3.o ...

    3)将头文件与库一起发布

文件内容及路径分布如下:

[root@centos1 calc]# tree
.
├── include
│   └── head.h
├── lib
├── main.c
└── src
    ├── add.c
    └── sub.c
1 #include<stdio.h>
2 
3 int add(int a, int b);
4 int sub(int a, int b);
head.h
 1 #include "head.h"
 2 
 3 int main(void)
 4 {
 5     int a = 10, b = 10;
 6 
 7     printf("%d + %d is %d\n", a, b, add(a, b));
 8     printf("%d - %d is %d\n", a, b, sub(a, b));
 9 
10     return 0;
11 }
main.c
1 #include "head.h"
2 
3 int add(int a, int b)
4 {
5     return a + b;
6 }
add.c
1 #include "head.h"
2 
3 int sub(int a, int b)
4 {
5     return a - b;
6 }
sub.c
  • 编译为.o文件

      进入到 src 目录下执行:

[root@centos1 src]# gcc -c *.c -I ../include/
[root@centos1 src]# ll
总用量 16
-rw-r--r--. 1 root root   63 4月  20 14:53 add.c
-rw-r--r--. 1 root root 1240 4月  20 15:10 add.o
-rw-r--r--. 1 root root   63 4月  20 14:24 sub.c
-rw-r--r--. 1 root root 1240 4月  20 15:10 sub.o
  • 将.o文件打包,制作成libCalc.a静态库
[root@centos1 src]# ar rcs libCalc.a *.o
[root@centos1 src]# ll
总用量 20
-rw-r--r--. 1 root root   63 4月  20 14:53 add.c
-rw-r--r--. 1 root root 1240 4月  20 15:10 add.o
-rw-r--r--. 1 root root 2688 4月  20 15:12 libCalc.a
-rw-r--r--. 1 root root   63 4月  20 14:24 sub.c
-rw-r--r--. 1 root root 1240 4月  20 15:10 sub.o

(2)使用

    编译时需要加静态库名(记得路径),-I 包含头文件

  • 使用静态库编译main.c并执行main

      我们将libCalc.a移动到上层的lib中并退回到calc目录,编译main.c并执行:

[root@centos1 calc]# gcc main.c -o main -I include/ -L ./lib -lCalc
[root@centos1 calc]# ll
总用量 24
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 4月  20 15:07 include
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 4月  20 15:14 lib
-rwxr-xr-x. 1 root root 6838 4月  20 15:14 main
-rw-r--r--. 1 root root  179 4月  20 14:57 main.c
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 4月  20 15:14 src
[root@centos1 calc]# ./main
10 + 10 is 20
10 - 10 is 0

可以用 nm 命令查看文件内容:

[root@centos1 calc]# nm lib/libCalc.a

add.o:
0000000000000000 T add

sub.o:
0000000000000000 T sub

(3)静态库优缺点

   优点:

   1)执行快

   2)发布应用时不需要发布库

   缺点:

   1)执行程序体积会比较大

   2)库变更时需要重新编译程序

三. 动态库

1. 制作步骤

(1)编译与位置无关的代码(下图共享库),生成.o目标文件,关键参数 -fPIC

进程虚拟地址空间

(2)将.o文件打包,关键参数 -shared

(3)将库与头文件一起发布

  • 生成.o目标文件

文件路径和内容同上,进入到src目录,生成.o目标文件:

[root@centos1 src]# gcc -fPIC -c *.c -I ../include/
[root@centos1 src]# ll
总用量 16
-rw-r--r--. 1 root root   63 4月  20 14:53 add.c
-rw-r--r--. 1 root root 1240 4月  20 15:20 add.o
-rw-r--r--. 1 root root   63 4月  20 14:24 sub.c
-rw-r--r--. 1 root root 1240 4月  20 15:20 sub.o
  • 将.o文件打包生成动态库
[root@centos1 src]# gcc -shared -o libCalc.so *.o
[root@centos1 src]# ll
总用量 24
-rw-r--r--. 1 root root   63 4月  20 14:53 add.c
-rw-r--r--. 1 root root 1240 4月  20 15:20 add.o
-rwxr-xr-x. 1 root root 5817 4月  20 15:21 libCalc.so
-rw-r--r--. 1 root root   63 4月  20 14:24 sub.c
-rw-r--r--. 1 root root 1240 4月  20 15:20 sub.o

2. 使用

  • 使用生成的动态库,-L 指定动态库路径 -l 指定库名(gcc main.c -o main -I include/ -L ./lib -lCalc) 

退出到calc目录下,将动态库拷贝到lib目录下并编译mian.c并执行main:

[root@centos1 calc]# gcc main.c -o main -I include/ -L ./lib -lCalc
[root@centos1 calc]# ll
总用量 24
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 4月  20 15:07 include
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 4月  20 15:29 lib
-rwxr-xr-x. 1 root root 7066 4月  20 15:30 main
-rw-r--r--. 1 root root  179 4月  20 14:57 main.c
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 4月  20 15:29 src
[root@centos1 calc]# ./main
./main: error while loading shared libraries: libCalc.so: cannot open shared object file: No such file or directory

无法找到动态库目标文件,解决方法有三个:

   (1)拷贝到/lib下(不允许,容易与别人库命名重合)

   (2)将库路径增加到环境变量LD_LIBRARY_PATH中(不是特别推荐)

[root@centos1 calc]# export LD_LIBRARY_PATH=/home/xuejiale/src/calc/lib/:$LD_LIBRARY_PATH
[root@centos1 calc]# ./main
10 + 10 is 20
10 - 10 is 0

   (3)配置/etc/ld.so.conf文件,增加 /home/xuejiale/src/calc/lib/ 路径,执行 ldconfig -v,并执行main

/home/xuejiale/src/calc/lib/
[root@centos1 calc]# ./main
10 + 10 is 20
10 - 10 is 0

3. 优缺点总结

   缺点:

  • 执行时需要加载动态库,相对而言,比静态库慢
  • 发布应用时需要同步发布动态库

   优点:

  • 执行程序体积小
  • 库变更时,一般不需要重新编译应用

动静态库总结:

     静态库特点:

  • 库的代码会编译进程序里面,所以静态库编译的程序比较大。
  • 由静态库编译的程序不用依赖于系统的环境变量,所以环境变量有没有这个库文件,也可以运行。

    动态库特点:

  • 库的代码不会编译进程序里面,所以动态库编译的程序比较小。
  • 由动态库编译的程序依赖于系统的环境变量有没有这个库文件,没有则运行不了。
posted @ 2019-04-20 16:07  pointerC++  阅读(1228)  评论(0编辑  收藏  举报