在Linux下如何使用GCC编译程序、简单生成 静态库及动态库

 

最近在编写的一个Apache  kafka 的C/C++客户端，，在看他写的 example中，他的编译是用librdkafka++.a和librdkafka.a    静态库编译的，，，而我们这边要求使用动态库方法编译，，，所以简单了解一下，静态库编译的动态库编译的区别，下边是一个网上搜的一篇文章，到最后有一点简单介绍！

【转】在Linux下如何使用GCC编译程序、简单生成 静态库及动态库。

 

本文适用于Linux下开发初学者。本文初步讲解在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

1. /*
2. * hello.c
3. */
4. #include <stdio.h>
5. int  main()
6. {
7. printf("hello, world!/n");
8. return 0;
9. }

1. 直接生成可执行程序

1. $ gcc -o hello hello.c
2. $ ./hello
3. hello, world!
4. 如 下编译方式 结果相同：
5. $ gcc hello.c -o hello
6. $ ./hello
7. hello, world!
8. 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）：
9. $ gcc hello.c
10. $ ./a.out
11. hello, world!

2. 生成预处理后的文件 hello.i

1. $ gcc -E hello.c -o hello.i
2. $ ls
3. a.out  hello  hello.c  hello.i
4. hello.i 就 是新生成的文件
5. 如下语句结果相同：
6. $ gcc -E -o hello.i hello.c
7. 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：
8. $ gcc -E hello.c | less
9. # 1 "hello.c"
10. # 1 "<built-in>"
11. # 1 "<command line>"
12. # 1 "hello.c"
13. # 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
14. # 28 "/usr/include/stdio.h" 3 4
15. # 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4
16. # 329 "/usr/include/features.h" 3 4
17. ..............................
18. 或 者执行：
19. $ gcc -E hello.c -o hello.i
20. $ vi hello.i
21. 1 # 1 "hello.c"
22. 2 # 1 "<built-in>"
23. 3 # 1 "<command line>"
24. 4 # 1 "hello.c"
25. 5 # 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
26. 6 # 28 "/usr/include/stdio.h" 3 4
27. 7 # 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4
28. 8 # 329 "/usr/include/features.h" 3 4
29. .......... < 中间部分略> ..................
30. 929 # 844 "/usr/include/stdio.h" 3 4
31. 930
32. 931 # 2 "hello.c" 2
33. 932
34. 933 int main()
35. 934 {
36. 935         printf("hello, world!/n");
37. 936
38. 937         return 0;
39. 938 }
40. 可 见，将近1000行的代码，我们的只占了最末8行。

3.生成汇编语言文件 hello.s

1. $ gcc -S hello.c -o hello.s
2. $ ls
3. a.out  hello  hello.c  hello.i  hello.s
4. hello.s 就是新生成的文件
5. 如下语句结果相同：
6. $ gcc -S -o hello.s hello.c
7. 如 下语句结果相同：
8. $ gcc -S hello.c
9. 也 可以采用前一步骤产生的中间文件生成汇编文件：
10. $ gcc -S hello.i -o hello.s
11. $ gcc -S -o hello.s hello.i
12. $ gcc -S hello.i
13. 生 成的汇编部分代码如下：
14. $ vi hello.s
15. 1         .file   "hello.c"
16. 2         .section        .rodata
17. 3 .LC0:
18. 4         .string "hello, world!"
19. 5         .text
20. 6 .globl main
21. 7         .type   main, @function
22. 8 main:
23. 9         leal    4(%esp), %ecx
24. 10         andl    $-16, %esp
25. 11         pushl   -4(%ecx)
26. 12         pushl   %ebp
27. // 注释：如果你熟悉，就可以对部分汇编优化以达到更好效果。

4.生成目标文件 hello.o

1. $ gcc -c hello.c -o hello.o
2. $ ls
3. a.out  hello  hello.c  hello.i  hello.o  hello.s
4. hello.o 就是新生成的目标文件：
5. 如下语句结果相同：
6. $ gcc -c -o hello.o hello.c
7. 如 下语句结果相同：
8. $ gcc -c hello.c
9. 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：
10. $ gcc -c hello.i
11. $ gcc -c hello.s
12. 我 们可以用 objdump 查看 hello.o 的二进制码：
13. $ objdump -s hello.o
14. hello.o:     file format elf32-i386
15. Contents of section .text:
16. 0000 8d4c2404 83e4f0ff 71fc5589 e55183ec  .L$.....q.U..Q..
17. 0010 04c70424 00000000 e8fcffff ffb80000  ...$............
18. 0020 000083c4 04595d8d 61fcc3             .....Y].a..
19. Contents of section .rodata:
20. 0000 68656c6c 6f2c2077 6f726c64 2100      hello, world!.
21. Contents of section .comment:
22. 0000 00474343 3a202847 4e552920 342e312e  .GCC: (GNU) 4.1.
23. 0010 31203230 30373031 30352028 52656420  1 20070105 (Red
24. 0020 48617420 342e312e 312d3532 2900      Hat 4.1.1-52).

5. 采用中间级文件生成可执行程序

1. $ gcc -o hello hello.i
2. $ ./hello
3. hello, world!
4. $ gcc -o hello hello.s
5. $ ./hello
6. hello, world!
7. $ gcc -o hello hello.o
8. $ ./hello
9. hello, world!

四、 静态库的生成
    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

1. /*
2. * main.c
3. */
4. #include <stdio.h>
5. extern int func1();
6. extern int func2();
7. int main()
8. {
9. int i;
10. i = func1();
11. printf("func1 return = %d/n",i);
12. i = func2();
13. printf("func2 return = %d/n",i);
14. return 0;
15. }

-----------------------------------------------------

1. /*
2. * func1.c
3. */
4. int func1()
5. {
6. return 100;
7. }

-----------------------------------------------------

1. /*
2. * func2.c
3. */
4. int func2()
5. {
6. return 200;
7. }

一 下是编译指 令：

1. $ gcc -c func1.c
2. $ gcc -c func2.c
3. $ ls
4. func1.c  func1.o  func2.c  func2.o  main.c
5. func1.o 和 func2.o 是 我们生成的目标文件。打包指令如下：
6. $ ar -r libfunc.a func1.o func2.o
7. 我 们查看 libfunc.a 中的文件：
8. $ ar -t libfunc.a
9. func1.o
10. func2.o
11. 现 在用静态库和 main.c 共同生成目标程序：
12. $ gcc -o main main.c libfunc.a
13. $ ./main
14. func1 return = 100
15. func2 return = 200
16. 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：

1. 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
2. $ 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
3. $ gcc -fpic -c func2.c
4. $ gcc -shared -o libfunc.so func1.o func2.o
5. $ ls
6. func1.c  func1.o  func2.c  func2.o  libfunc.so  main.c
7. 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：
8. $ gcc -o main main.c -L. -lfunc
9. 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：
10. $ ./main
11. ./main: error while loading shared libraries: libfunc.so: cannot open shared object file: No such file or directory
12. 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：
13. $ $ export LD_LIBRARY_PATH=`pwd`
14. $ ./main
15. func1 return = 100
16. func2 return = 200
17. 运 行成功。现在我们更改动态库的函数而不重新链接。如下：
18. 更改 func1.c 为：
19. int func1()
20. {
21. return 101;
22. }
23. 更 改 func2.c 为：
24. int func2()
25. {
26. return 202;
27. }
28. 重 新生成库：
29. $ gcc -fpic -shared func1.c func2.c -o libfunc.so
30. $ ./main
31. func1 return = 101
32. func2 return = 202
33. 可 以看出，动态库已经更新了。

六、结束语
    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