一、GCC

1.1 GCC 介紹

GCC 是 Linux 下的編譯工具集，是「GNU Compiler Collection」的縮寫(xiě)，包含 gcc、g++ 等編譯器。這個(gè)工具集不僅包含編譯器，還包含其他工具集，例如 ar、nm 等。

GCC 工具集不僅能編譯 C/C++ 語(yǔ)言，其他例如 Objective-C、Pascal、Fortran、Java、Ada 等語(yǔ)言均能進(jìn)行編譯。GCC 還可以根據(jù)不同的硬件平臺(tái)進(jìn)行編譯，即能進(jìn)行交叉編譯，在 A 平臺(tái)上編譯 B 平臺(tái)的程序，支持常見(jiàn)的 X86、ARM、PowerPC、mips 等，以及 Linux、Windows 等軟件平臺(tái)。

1.2 安裝 GCC

首先，查看 gcc 是否安裝：

# 查看 gcc 版本
$ gcc -v
$ gcc --version

# 查看 g++ 版本
$ g++ -v
$ g++ --version

如果在輸入指令后可以獲取到 gcc 版本，那么就表明你的 Linux 中已經(jīng)安裝了 gcc：

如果沒(méi)有安裝，則可按照如下方法安裝 gcc：

# centos
$ sudo yum update   		# 更新本地的軟件下載列表, 得到最新的下載地址
$ sudo yum install gcc g++	# 通過(guò)下載列表中提供的地址下載安裝包, 并安裝

1.3 GCC 工作流程

1.3.1 一般使用流程

首先準(zhǔn)備一個(gè) C 語(yǔ)言代碼，并命名為 test.c：

#include <stdio.h>
#define MAX 3
int main()
{
    int i;
    for (i = 1; i <= MAX; i++) 
    {
        printf("Hello World\n"); // 輸出 Hello World
    }

    return 0;
}

一般情況下，我們可以直接通過(guò) $ gcc test.c -o test編譯 test.c，并通過(guò)$ ./test指令運(yùn)行生成的可執(zhí)行文件：

-o：output，是 gcc 編譯器的可選參數(shù)，用于指定輸出文件名及路徑，默認(rèn)輸出到當(dāng)前路徑下。下圖展示了如何通過(guò) -o 參數(shù)修改輸出路徑：

或者不使用 -o 參數(shù)，則生成一個(gè)默認(rèn)名稱(chēng)的可執(zhí)行文件 a.out：

實(shí)際上，GCC 編譯器在對(duì)程序進(jìn)行編譯的時(shí)候，分為了四個(gè)步驟：

• 預(yù)處理（Pre-Processing）：

  • 在這個(gè)階段主要做了三件事：展開(kāi)頭文件 、宏替換 、去掉注釋行
  • 結(jié)果得到的還是一個(gè) C 程序，通常是以 .i 作為文件擴(kuò)展名

• 編譯（Compiling） ：

  • 在這個(gè)階段中，gcc 首先要檢查代碼的規(guī)范性、是否有語(yǔ)法錯(cuò)誤等，以確定代碼實(shí)際要做的工作
  • 在檢查無(wú)誤后，gcc 把代碼編譯成匯編代碼，得到一個(gè)以 .s 作為文件拓展名的匯編文件。

匯編（Assembling）：

+ 匯編階段是把編譯階段生成的 .s 文件轉(zhuǎn)化成目標(biāo)文件
+ 最終得到一個(gè)以 .o 結(jié)尾的二進(jìn)制文件

• 鏈接（Linking）：這個(gè)階段需要 GCC 調(diào)用鏈接器對(duì)程序需要調(diào)用的庫(kù)進(jìn)行鏈接，最終得到一個(gè)可執(zhí)行的二進(jìn)制文件

而 GCC 的編譯器可以將這 4 個(gè)步驟合并成一個(gè)，這也就是為什么我們使用$ gcc test.c -o test就可以直接生成可執(zhí)行文件 test 的原因。下面我們對(duì)這 4 個(gè)步驟做個(gè)詳細(xì)的介紹。

1.3.2 詳細(xì)的工作流程

1.3.2.1 預(yù)處理

# 通過(guò)添加參數(shù) -E 生成預(yù)處理后的 C 文件 test.i
# 必須通過(guò) -o 參數(shù)指定輸出的文件名
$ gcc -E test.c -o test.i

讓我們來(lái)觀察一下 test.i 中的代碼內(nèi)容（太長(zhǎng)了，只觀察 main 函數(shù)中的替換情況）：

int main()
{
    int i;
    for (i = 1; i <= 3; i++)
    {
        printf("Hello World\n");
    }

    return 0;
}

通過(guò)分析 test.i 可以發(fā)現(xiàn)：

• 宏定義 MAX 被替換為了相應(yīng)的值 3
• 注釋「// 輸出 Hello World」也被去掉了

1.3.2.2 編譯

# 通過(guò)添加參數(shù) -S 將 test.i 轉(zhuǎn)換為匯編文件 test.s（默認(rèn)生成 .s 文件）
$ gcc -S test.i
$ gcc -S test.i -o test.s # 寫(xiě)法二

1.3.2.3 匯編

# 通過(guò)匯編得到二進(jìn)制文件 test.o（默認(rèn)生成 .o 文件，object）
$ gcc -c test.s
$ gcc -c test.s -o test.o # 寫(xiě)法二

1.3.2.4 鏈接

# 通過(guò)鏈接得到可執(zhí)行文件 test
$ gcc test.o -o test

在成功生成 test.o 文件后，就進(jìn)入了鏈接階段。在這里涉及到一個(gè)重要的概念：函數(shù)庫(kù)。

在 test.c 的代碼中，我們通過(guò)print()函數(shù)打印 Hello World 語(yǔ)句；但是在這段程序中并沒(méi)有定義 printf 的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，且在預(yù)編譯中包含進(jìn)去的「stdio.h」中也只有該函數(shù)的聲明extern int printf (const char *__restrict __format, ...);，而沒(méi)有定義函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，那么是在哪里實(shí)現(xiàn)的呢？

答案就是：系統(tǒng)把這些函數(shù)實(shí)現(xiàn)都做到了名為 libc.so.6 的庫(kù)文件中去了，在沒(méi)有特別指定時(shí)，gcc 會(huì)到系統(tǒng)默認(rèn)的搜索路徑 /usr/lib64 下進(jìn)行查找，也就是鏈接到 libc.so.6 庫(kù)函數(shù)中去，這樣就有函數(shù) printf 的實(shí)現(xiàn)了，而這也就是鏈接的作用。

而函數(shù)庫(kù)一般分為靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)兩種：

• 靜態(tài)庫(kù)是指在編譯鏈接時(shí)，把庫(kù)文件的代碼全部加入到可執(zhí)行文件中，因此生成的文件比較大，但在運(yùn)行時(shí)也就不需要庫(kù)文件了。在 Linux 中靜態(tài)庫(kù)一般以 .a 作為后綴。
• 動(dòng)態(tài)庫(kù)與之相反，在編譯鏈接時(shí)并沒(méi)有把庫(kù)文件的代碼加入到可執(zhí)行文件中，而是在程序執(zhí)行時(shí)鏈接文件加載庫(kù)，這樣就可以節(jié)省系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)。在 Linux 中動(dòng)態(tài)庫(kù)一般以 .so 作為后綴。

如前面所述的 libc.so.6 就是動(dòng)態(tài)庫(kù)，gcc 在編譯時(shí)默認(rèn)使用動(dòng)態(tài)庫(kù)。完成了鏈接之后，gcc 就可以生成可執(zhí)行文件了。

有關(guān)動(dòng)態(tài)庫(kù)和靜態(tài)庫(kù)的詳細(xì)介紹，將在下文進(jìn)行具體講解。

1.3.2.5 總結(jié)

最后，通過(guò)一張圖來(lái)總結(jié)一下上述流程：

在 Linux 下使用 GCC 編譯器編譯單個(gè)文件十分簡(jiǎn)單，直接使用$ gcc test.c（test.c 為要編譯的 C 語(yǔ)言的源文件），GCC 會(huì)自動(dòng)生成文件名為 a.out 的可執(zhí)行文件（也可以通過(guò)參數(shù) -o 指定生成的文件名）；也就是通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的命令就可以將上邊提到的 4 個(gè)步驟全部執(zhí)行完畢了；但是如果想要單步執(zhí)行也是沒(méi)問(wèn)題的。

1.4 GCC 常用參數(shù)

下面的表格中列出了一些常用的 gcc 參數(shù)，這些參數(shù)在 gcc 命令中沒(méi)有位置要求，只需要編譯程序的時(shí)候?qū)⑿枰膮?shù)指定出來(lái)即可。

1.4.1 指定一個(gè)宏（-D）

在程序中我們可以通過(guò)使用#define定義一個(gè)宏，也可以通過(guò)宏控制某段代碼是否能夠被執(zhí)行。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int num = 60;
    printf("num = %d\n", num);
#ifdef DEBUG
    printf("定義了 DEBUG 宏, num++\n");
    num++;
#else
    printf("未定義 DEBUG 宏, num--\n");
    num--;
#endif

    printf("num = %d\n", num);

    return 0;
}

由于我們?cè)诔绦蛑胁](méi)有定義 DEBUG 宏，所以第 8~9 行的代碼就不會(huì)被執(zhí)行：

那么如何才能夠在程序中不定義 DEBUG 宏的情況下執(zhí)行第 8~9 行的代碼呢？答案是通過(guò) -D 參數(shù)：

需要注意的是，-D 參數(shù)必須在生成 test.o 前使用（鏈接前）。如下所示，是無(wú)效的：

說(shuō)了這么多，-D 參數(shù)有什么用呢？下面我們簡(jiǎn)單敘述一下 -D 參數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景。

1.4.1.1 應(yīng)用場(chǎng)景一

在發(fā)布程序的時(shí)候，一般都會(huì)要求將程序中所有的 log 輸出去掉，如果不去掉會(huì)影響程序的執(zhí)行效率，很顯然刪除這些打印 log 的源代碼是一件很麻煩的事情，解決方案是這樣的：

• 將所有的打印 log 的代碼都寫(xiě)到一個(gè)宏判定中，可以模仿上邊的例子；
• 在調(diào)試程序的時(shí)候指定 -D，就會(huì)有 log 輸出；
• 在發(fā)布程序的時(shí)候不指定 -D，log 就不會(huì)輸出；

1.4.1.2 應(yīng)用場(chǎng)景二

或者，你編寫(xiě)的一個(gè)軟件，某個(gè)付費(fèi)功能只對(duì)已付費(fèi)的用戶(hù) A 開(kāi)放，但不對(duì)白嫖的用戶(hù) B 開(kāi)放，其中一種解決方法是：

• 每個(gè)用戶(hù)對(duì)應(yīng)一個(gè)維護(hù)分支，用戶(hù) A 對(duì)應(yīng) project_1 分支包含付費(fèi)功能的代碼，用戶(hù) B 對(duì)應(yīng)的 project_2 分支不包含付費(fèi)功能的代碼。
• 當(dāng)用戶(hù) B 付費(fèi)訂閱時(shí)，再將付費(fèi)項(xiàng)目的代碼拷貝到 project_2 中

如果再來(lái)一個(gè)用戶(hù) C 呢？有沒(méi)有感覺(jué)很麻煩的樣子？那么我們完全可以這樣做：

#include <stdio.h>

int main()
{
#ifdef CHARGE
    //付費(fèi)用戶(hù)執(zhí)行流程
    printf("該用戶(hù)已付費(fèi)，執(zhí)行付費(fèi)功\n");
#else
    //白嫖用戶(hù)執(zhí)行流程
    printf("白嫖用戶(hù)，拒絕執(zhí)行付費(fèi)功能\n");
#endif

    printf("公共功能\n");

    return 0;
}

在編譯付費(fèi)用戶(hù)的時(shí)候，添加 -D CHARGE 參數(shù)；編譯白嫖用戶(hù)，則不添加。這樣的話(huà)，不管來(lái)多少用戶(hù)，都只需要維護(hù)一個(gè)分支即可。

1.4.2 指定 C 方言（-std）

對(duì)于如下 C 語(yǔ)言代碼：

#include <stdio.h>

int main()
{
    for (int i = 1; i <= 3; i++)
    {
        printf("i = %d\n", i);
    }

    return 0;
}

在編譯時(shí)是會(huì)報(bào)錯(cuò)的：

但如果我們加上 -std=c99，就可以了：

二、靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)

2.1 掃盲

庫(kù)是「已經(jīng)寫(xiě)好的、供使用的」可復(fù)用代碼，每個(gè)程序都要依賴(lài)很多基礎(chǔ)的底層庫(kù)。

從本質(zhì)上，庫(kù)是一種可執(zhí)行代碼的二進(jìn)制形式，可以被操作系統(tǒng)載入內(nèi)存執(zhí)行。程序中調(diào)用的庫(kù)有兩種「靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)」，所謂的「靜態(tài)、動(dòng)態(tài)」指的是鏈接的過(guò)程。

2.2 靜態(tài)庫(kù)

2.2.1 靜態(tài)庫(kù)簡(jiǎn)介

在 Linux 中靜態(tài)庫(kù)以 lib 作為前綴、以 .a 作為后綴，形如 libxxx.a（其中的 xxx 是庫(kù)的名字，自己指定即可）。靜態(tài)庫(kù)以之所以稱(chēng)之為「靜態(tài)庫(kù)」，是因?yàn)樵阪溄与A段，會(huì)將匯編生成的目標(biāo)文件 .o 與引用的庫(kù)一起鏈接到可執(zhí)行文件中，對(duì)應(yīng)的鏈接方式稱(chēng)為靜態(tài)鏈接。

2.2.2 靜態(tài)庫(kù)的生成

在 Linux 中靜態(tài)庫(kù)由程序 ar 生成。生成靜態(tài)庫(kù)，需要先對(duì)源文件進(jìn)行匯編操作得到二進(jìn)制格式的目標(biāo)文件（以 .o 結(jié)尾的文件），然后再通過(guò) ar 工具將目標(biāo)文件打包就可以得到靜態(tài)庫(kù)文件了。

使用 ar 工具創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)的一般格式為$ ar -rcs libxxx.a 若干原材料(.o文件)：

2.2.3 靜態(tài)庫(kù)的制作舉例

在某目錄中有如下源文件，用來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算器。

add.c

#include <stdio.h>

int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

sub.c

#include <stdio.h>

int subtract(int a, int b)
{
    return a - b;
}

mult.c

#include <stdio.h>

int multiply(int a, int b)
{
    return a * b;
}

具體操作步驟如下：

# 第一步：將源文件 add.c、sub.c、mult.c 進(jìn)行匯編，得到二進(jìn)制目標(biāo)文件 add.o、sub.o、mult.o
$ gcc -c add.c sub.c mult.c

# 第二步：將生成的目標(biāo)文件通過(guò) ar 工具打包生成靜態(tài)庫(kù)
$ ar rcs libcalc.a add.o sub.o mult.o

2.2.4 靜態(tài)庫(kù)的使用

定義 main 函數(shù)如下所示：

main.c

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a = 20;
    int b = 12;

    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
    printf("a + b = %d\n", add(a, b));
    printf("a - b = %d\n", subtract(a, b));
    printf("a * b = %d\n", multiply(a, b));

    return 0;
}

并將靜態(tài)庫(kù) libcalc.a 置于同級(jí)目錄下：

通過(guò)指令$ gcc main.c -o main -L ./ -l calc編譯 main.c 文件，并鏈接靜態(tài)庫(kù) libcalc.a：

• -L：指定使用的庫(kù)的路徑（因?yàn)樵谕患?jí)目錄下，所以可以直接用了./，或者使用絕對(duì)路徑也是可以的）
• -l：指定使用的庫(kù)（庫(kù)的名字一定要掐頭去尾。如：libcalc.a 變?yōu)?calc）

編譯結(jié)果會(huì)提示三個(gè) warning，這是由于沒(méi)有定義這些函數(shù)導(dǎo)致的，先暫時(shí)不用管。

運(yùn)行 main 結(jié)果如下：

我們思考這么一個(gè)問(wèn)題：由于靜態(tài)庫(kù)是我們自己制作的，其所包含的函數(shù)我們很清楚，直接鏈接并使用即可。但如果別人想要使用呢？他們可不清楚靜態(tài)庫(kù)中的函數(shù)該如何調(diào)用，所以我們有必要提供一個(gè)頭文件，這樣將靜態(tài)庫(kù)及頭文件交給其他人時(shí)，他們知道該如何用了。

head.h

#ifndef _HEAD_H_
#define _HEAD_H_

int add(int a, int b);

int subtract(int a, int b);

int multiply(int a, int b);

#endif

還記得之前的報(bào)錯(cuò)嗎？現(xiàn)在有了頭文件就要使用起來(lái)。

main.c

#include <stdio.h>
#include "head.h"

int main()
{
    int a = 20;
    int b = 12;

    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
    printf("a + b = %d\n", add(a, b));
    printf("a - b = %d\n", subtract(a, b));
    printf("a * b = %d\n", multiply(a, b));

    return 0;
}

編譯、鏈接、運(yùn)行，一氣呵成：

2.2.5 ar 命令參數(shù)介紹

制作靜態(tài)庫(kù)時(shí)所使用的指令$ ar rcs libcalc.a add.o sub.o mult.o div.o共有三個(gè)參數(shù)：

• -c：創(chuàng)建一個(gè)庫(kù)，不管庫(kù)是否存在，都將創(chuàng)建。這個(gè)很好理解，就不做過(guò)多的解釋了。

• -r：在庫(kù)中插入（替換）模塊 。默認(rèn)新的成員添加在庫(kù)的結(jié)尾處，如果模塊名已經(jīng)在庫(kù)中存在，則替換同名的模塊。

• -s：創(chuàng)建目標(biāo)文件索引，這在創(chuàng)建較大的庫(kù)時(shí)能加快時(shí)間。

參數(shù) -r 的詳細(xì)解釋

假設(shè)現(xiàn)在有了新的需求，需要靜態(tài)庫(kù) libcalc.a 提供除法運(yùn)算的功能模塊，該怎么操作呢？

首先我們需要新建一個(gè)除法運(yùn)算的源文件 div.c：

#include <stdio.h>

double divide(int a, int b)
{
    return (double)a / b;
}

并通過(guò)匯編操作生成目標(biāo)文件 div.o。

接下來(lái)我們可以通過(guò) -r 參數(shù)將除法運(yùn)算的模塊添加到靜態(tài)庫(kù)中：$ ar -r libcalc.a div.o。

并且要在 head.h 中增加對(duì)除法運(yùn)算的聲明：

#ifndef _HEAD_H_
#define _HEAD_H_

// Other

double divide(int a, int b);

#endif

參數(shù) -s 的詳細(xì)解釋

在獲取一個(gè)靜態(tài)庫(kù)的時(shí)候，我們可以通過(guò)$ nm -s libcalc.a來(lái)顯示庫(kù)文件中的索引表：

而索引的生成就要?dú)w功于 -s 參數(shù)了。

如果不需要?jiǎng)?chuàng)建索引，可改成 -S 參數(shù)。

如果 libcalc.a 缺少索引，可以使用$ ranlib libcalc.a 指令添加。

2.2.6 其他命令介紹

# 顯示庫(kù)文件中有哪些目標(biāo)文件，只顯示名稱(chēng)
$ ar t libcalc.a

# 顯示庫(kù)文件中有哪些目標(biāo)文件，顯示文件名、時(shí)間、大小等詳細(xì)信息
$ ar tv libcalc.a

# 顯示庫(kù)文件中的索引表
$ nm -s libcalc.a

# 為庫(kù)文件創(chuàng)建索引表
$ ranlib libcalc.a

2.3 動(dòng)態(tài)庫(kù)

2.3.1 動(dòng)態(tài)庫(kù)簡(jiǎn)介

在 Linux 中動(dòng)態(tài)庫(kù)以 lib 作為前綴、以 .so 作為后綴，形如 libxxx.so（其中的 xxx 是庫(kù)的名字，自己指定即可）。相比于靜態(tài)庫(kù)，使用動(dòng)態(tài)庫(kù)的程序，在程序編譯時(shí)并不會(huì)鏈接到目標(biāo)代碼中，而是在運(yùn)行時(shí)才被載入。不同的應(yīng)用程序如果調(diào)用相同的庫(kù)，那么在內(nèi)存中只需要有一份該共享庫(kù)的實(shí)例，避免了空間浪費(fèi)問(wèn)題。同時(shí)也解決了靜態(tài)庫(kù)對(duì)程序的更新的依賴(lài)，用戶(hù)只需更新動(dòng)態(tài)庫(kù)即可。

2.3.2 動(dòng)態(tài)庫(kù)的生成

生成動(dòng)態(tài)庫(kù)是直接使用 gcc 命令，并且需要添加 -fpic 以及 -shared 參數(shù)：

• -fpic 參數(shù)的作用是使得 gcc 生成的代碼是與位置無(wú)關(guān)的，也就是使用相對(duì)位置。
• -shared 參數(shù)的作用是告訴編譯器生成一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。

2.3.3 動(dòng)態(tài)庫(kù)的制作舉例

還是以上述程序 add.c、sub.c、mult.c 為例：

# 第一步：將源文件 add.c、sub.c、mult.c 進(jìn)行匯編，得到二進(jìn)制目標(biāo)文件 add.o、sub.o、mult.o
$ gcc -c -fpic add.c sub.c mult.c

# 第二步：將得到的 .o 文件打包成動(dòng)態(tài)庫(kù)
$ gcc -shared add.o sub.o mult.o -o libcalc.so

# 第三步：發(fā)布動(dòng)態(tài)庫(kù)和頭文件
1. 提供頭文件 head.h
2. 提供動(dòng)態(tài)庫(kù) libcalc.so

至于為什么需要提供頭文件，在講解靜態(tài)庫(kù)時(shí)已經(jīng)做了說(shuō)明，此處不再贅述。

2.3.4 動(dòng)態(tài)庫(kù)的使用

head.h

#ifndef _HEAD_H_
#define _HEAD_H_

int add(int a, int b);

int subtract(int a, int b);

int multiply(int a, int b);

#endif

main.c

#include <stdio.h>
#include "head.h"

int main()
{
    int a = 20;
    int b = 12;

    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
    printf("a + b = %d\n", add(a, b));
    printf("a - b = %d\n", subtract(a, b));
    printf("a * b = %d\n", multiply(a, b));

    return 0;
}

和靜態(tài)庫(kù)的鏈接方式一樣，都是通過(guò)指令$ gcc main.c -o main -L ./ -l calc來(lái)進(jìn)行鏈接庫(kù)操作。

gcc 通過(guò)指定的動(dòng)態(tài)庫(kù)信息生成了可執(zhí)行程序 main，但是可執(zhí)行程序運(yùn)行卻提示無(wú)法加載到動(dòng)態(tài)庫(kù)：

./main: error while loading shared libraries: libcalc.so: cannot open shared object file: No such file or directory

這是怎么回事呢？

2.3.5 解決動(dòng)態(tài)庫(kù)加載失敗的問(wèn)題

首先來(lái)看一下不同庫(kù)的工作原理：

• 靜態(tài)庫(kù)如何被加載：
  • 在程序編譯的最后一個(gè)階段也就是鏈接階段，提供的靜態(tài)庫(kù)會(huì)被打包到可執(zhí)行程序中。
  • 當(dāng)可執(zhí)行程序被執(zhí)行，靜態(tài)庫(kù)中的代碼也會(huì)一并被加載到內(nèi)存中，因此不會(huì)出現(xiàn)靜態(tài)庫(kù)找不到無(wú)法被加載的問(wèn)題。
• 動(dòng)態(tài)庫(kù)如何被加載：
  • 在程序編譯的最后一個(gè)階段也就是鏈接階段，在 gcc 命令中雖然指定了庫(kù)路徑，但是這個(gè)路徑并沒(méi)有被記錄到可執(zhí)行程序中，只是檢查了這個(gè)路徑下的庫(kù)文件是否存在。同樣對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)庫(kù)文件也沒(méi)有被打包到可執(zhí)行程序中，只是在可執(zhí)行程序中記錄了庫(kù)的名字。
  • 當(dāng)可執(zhí)行程序被執(zhí)行起來(lái)之后：
    • 程序會(huì)先檢測(cè)所需的動(dòng)態(tài)庫(kù)是否可以被加載，加載不到就會(huì)提示上邊的錯(cuò)誤信息。
    • 當(dāng)動(dòng)態(tài)庫(kù)中的函數(shù)在程序中被調(diào)用了，這個(gè)時(shí)候動(dòng)態(tài)庫(kù)才加載到內(nèi)存，如果不被調(diào)用就不加載。

動(dòng)態(tài)庫(kù)的檢測(cè)和內(nèi)存加載操作都是由動(dòng)態(tài)鏈接器來(lái)完成的

動(dòng)態(tài)鏈接器是一個(gè)獨(dú)立于應(yīng)用程序的進(jìn)程，屬于操作系統(tǒng)。當(dāng)用戶(hù)的程序需要加載動(dòng)態(tài)庫(kù)的時(shí)候動(dòng)態(tài)連接器就開(kāi)始工作了，很顯然動(dòng)態(tài)連接器根本就不知道用戶(hù)通過(guò) gcc 編譯程序的時(shí)候通過(guò)參數(shù) -L 指定的路徑。

那么動(dòng)態(tài)鏈接器是如何搜索某一個(gè)動(dòng)態(tài)庫(kù)的呢，在它內(nèi)部有一個(gè)默認(rèn)的搜索順序，按照優(yōu)先級(jí)從高到低的順序分別是：

• 可執(zhí)行文件內(nèi)部的 DT_RPATH 段。

• 系統(tǒng)的環(huán)境變量 LD_LIBRARY_PATH。

• 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)庫(kù)的緩存文件 /etc/ld.so.cache。

• 存儲(chǔ)「靜態(tài)庫(kù) / 動(dòng)態(tài)庫(kù)」的系統(tǒng)目錄 /lib、/usr/lib 等。

按照以上四個(gè)順序，依次搜索，找到之后結(jié)束遍歷。若檢索到最終還是沒(méi)找到，那么動(dòng)態(tài)連接器就會(huì)提示動(dòng)態(tài)庫(kù)找不到的錯(cuò)誤信息。一般情況下，我們都是通過(guò)修改系統(tǒng)的環(huán)境變量的方式設(shè)置動(dòng)態(tài)庫(kù)的地址。

將動(dòng)態(tài)庫(kù)路徑追加到環(huán)境變量 LD_LIBRARY_PATH 中：$ LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:動(dòng)態(tài)庫(kù)的絕對(duì)路徑

比如，我所需要的動(dòng)態(tài)庫(kù)的絕對(duì)路徑為 /mnt/hgfs/SharedFolders/DynamicLibrary，那么：

$ LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:/mnt/hgfs/SharedFolders/DynamicLibrary

這樣的話(huà)，我在運(yùn)行 main，就不會(huì)報(bào)錯(cuò)了。

但是通過(guò)這種方式設(shè)置的環(huán)境變量盡在當(dāng)前的終端中有效，那么怎樣才能讓這個(gè)設(shè)置永久生效呢？

通過(guò)指令$ vim ~/.bashrc打開(kāi)并修改該文件：

修改后，使用$ source ~/.bashrc使修改立即生效。

經(jīng)過(guò)上述操作，就不用每次開(kāi)啟終端都需要修改環(huán)境變量了。當(dāng)然這種永久生效的方式僅適用于動(dòng)態(tài)庫(kù)路徑唯一的情況，如果你每次使用的動(dòng)態(tài)庫(kù)都在不同的位置，那么這么設(shè)置也沒(méi)啥用??

2.4 動(dòng)態(tài)庫(kù)與靜態(tài)庫(kù)的比較

2.4.1 靜態(tài)庫(kù)的特點(diǎn)

• 靜態(tài)庫(kù)對(duì)函數(shù)庫(kù)的鏈接是在編譯期完成的。
• 靜態(tài)庫(kù)在程序編譯時(shí)會(huì)鏈接到目標(biāo)代碼中，因此使可執(zhí)行文件變大。
• 當(dāng)鏈接好靜態(tài)庫(kù)后，在程序運(yùn)行時(shí)就不需要靜態(tài)庫(kù)了。
• 對(duì)程序的更新、部署與發(fā)布不方便，需要全量更新。
• 如果某一個(gè)靜態(tài)庫(kù)更新了，所有使用它的應(yīng)用程序都需要重新編譯、發(fā)布給用戶(hù)。

2.4.2 動(dòng)態(tài)庫(kù)的特點(diǎn)

• 動(dòng)態(tài)庫(kù)把對(duì)一些庫(kù)函數(shù)的鏈接載入推遲到程序運(yùn)行時(shí)期。
• 可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的資源共享，因此動(dòng)態(tài)庫(kù)也稱(chēng)為共享庫(kù)。
• 將一些程序升級(jí)變得簡(jiǎn)單，不需要重新編譯，屬于增量更新。

2.5 使用庫(kù)的目的

在項(xiàng)目中使用庫(kù)一般有兩個(gè)目的：

• 為了使程序更加簡(jiǎn)潔不需要在項(xiàng)目中維護(hù)太多的源文件。
• 另一方面是為了源代碼保密，畢竟不是所有人都想把自己編寫(xiě)的程序開(kāi)源出來(lái)。

當(dāng)我們拿到了庫(kù)文件（動(dòng)態(tài)庫(kù)、靜態(tài)庫(kù)）之后要想使用還必須有這些庫(kù)中提供的 API 函數(shù)的聲明，也就是頭文件，把這些都添加到項(xiàng)目中，就可以快樂(lè)的寫(xiě)代碼了。

參考資料

• GCC | 愛(ài)編程的大丙 (subingwen.cn)
• GCC編譯的四個(gè)階段
• Linux 靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù) | 愛(ài)編程的大丙 (subingwen.cn)
• linux命令之a(chǎn)r—創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù).a文件
• 靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù) - 簡(jiǎn)書(shū) (jianshu.com)
• linux中 ldd命令簡(jiǎn)介
• collect2: error: ld returned 1 exit status(解決方案大總結(jié))

到此這篇關(guān)于GCC 指令詳解及動(dòng)態(tài)庫(kù)、靜態(tài)庫(kù)的使用方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)GCC 指令使用動(dòng)態(tài)庫(kù)、靜態(tài)庫(kù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！