5.15 vs2019 靜态編譯_gcc編譯工具生成動态庫和靜态庫之一----介紹

1.庫的分類

根據連結時期的不同，庫又有靜态庫和動态庫之分。

靜态庫是在連結階段被連結的(好像是廢話，但事實就是這樣)，是以生成的可執行檔案就不受庫的影響了，即使庫被删除了，程式依然可以成功運作。

有别于靜态庫，動态庫的連結是在程式執行的時候被連結的。是以，即使程式編譯完，庫仍須保留在系統上，以供程式運作時調用。(TODO：連結動态庫時連結階段到底做了什麼)

2 靜态庫和動态庫的比較

連結靜态庫其實從某種意義上來說也是一種粘貼複制，隻不過它操作的對象是目标代碼而不是源碼而已。因為靜态庫被連結後庫就直接嵌入可執行檔案中了，這樣就帶來了兩個問題。

首先就是系統空間被浪費了。這是顯而易見的，想象一下，如果多個程式連結了同一個庫，則每一個生成的可執行檔案就都會有一個庫的副本，必然會浪費系統空間。

再者，人非聖賢，即使是精心調試的庫，也難免會有錯。一旦發現了庫中有bug，挽救起來就比較麻煩了。必須一一把連結該庫的程式找出來，然後重新編譯。

而動态庫的出現正彌補了靜态庫的以上弊端。因為動态庫是在程式運作時被連結的，是以磁盤上隻須保留一份副本，是以節約了磁盤空間。如果發現了bug或要更新也很簡單，隻要用新的庫把原來的替換掉就行了。

那麼，是不是靜态庫就一無是處了呢？

答曰：非也非也。不是有句話麼：存在即是合理。靜态庫既然沒有湮沒在滔滔的曆史長河中，就必然有它的用武之地。想象一下這樣的情況：如果你用libpcap庫編了一個程式，要給被人運作，而他的系統上沒有裝pcap庫，該怎麼解決呢？最簡單的辦法就是編譯該程式時把所有要連結的庫都連結它們的靜态庫，這樣，就可以在别人的系統上直接運作該程式了。

所謂有得必有失，正因為動态庫在程式運作時被連結，故程式的運作速度和連結靜态庫的版本相比必然會打折扣。然而瑕不掩瑜，動态庫的不足相對于它帶來的好處在現今硬體下簡直是微不足道的，是以連結程式在連結時一般是優先連結動态庫的，除非用-static參數指定連結靜态庫。

gcc作為編譯工具，用在Linux作業系統中，可以編譯C、C++、Object-C、JAVA等語言。編譯過程中可以帶編譯選項，選擇編譯過程。

一、GCC編譯流程

1)預處理 Pre-Processing

2)編譯 Compiling

3)彙編 Assembling

4)連結 Linking

二、GCC編譯選項

1、gcc總體選項清單

1) -c ：指編譯，不連結，生成目标檔案“.o”。

2) -S ：隻編譯，不彙編，生成彙編代碼“.S”。

3) -E ：隻進行預編譯/預處理，不做其他處理。

4) -o file：把輸出檔案輸出到file裡。

5) -g ：在可執行程式中包含标準調試資訊。

6) -v ：列印出編譯器内部編譯各過程的指令行資訊和編譯器的版本。

7) -I dir ：在頭檔案的搜尋路徑清單中添加dir目錄

8) -L dir ：在庫檔案的搜尋路徑清單中添加dir目錄

9) -static ：連接配接靜态庫(靜态庫也可以用動态庫連結方式連結)

10) -llibrary ：連接配接名為library的庫檔案(顯示指定需要連結的動态庫檔案)

2、gcc告警和出錯選項

1) -ansi ：支援符合ANSI标準的C程式

2) -pedantic ：允許發出ANSI C标準所列出的全部警告資訊

3) -pedantic-error ：允許發出ANSI C标準所列出的全部錯誤資訊

4) -w ：關閉所有警告

5) -Wall ：允許發出gcc提供的所有有用的報警資訊

6) -werror ：把所有的告警資訊轉化為錯誤資訊，并在告警發生時終止編譯過程

3、gcc優化選項

gcc可以對代碼進行優化，它通過編譯選項“-On”來控制優化代碼的生成，其中n是一個代表優化級别的整數。對于不同版本的gcc，

n的取值範圍不一緻，比較典型的範圍為0變化到2或者3。

雖然優化選項可以加速代碼的運作速度，但對于調試而言将是一個很大的挑戰。因為代碼在經過優化之後，原先在源程式中聲明和使用

的變量很可能不再使用，控制流也可能會突然跳轉到意外的地方，循環語句也可能因為循環展開而變得到處都有。

三、GCC生成動态庫和靜态庫

1)動态庫生成

1.單個源檔案/目标直接生成動态庫

a. gcc -fPIC -shared xxx.c -o libxxx.sob.gcc -fPIC -shared xxx.o -o libxxx.so
           

2.多個源檔案/目标生成動态庫

a.gcc -fPIC -shared xxx1.c xxx2.c xxx3.c -o libxxx.so b.gcc -fPIC -shared xxx1.o xxx2.o xxx3.o -o libxxx.so 
           

2)靜态庫生成

1.單個源檔案/目标直接生成靜态庫

a.ar -rc libxxx.a xxx.o(正确方法)b. ar -rc libxxx.a xxx.c (靜态庫可以生成；當運作連接配接了該靜态庫的可執行程式會報錯：could not read symbols:Archive has no index;run ranlib to add one)
           

2.多個源檔案/目标生成靜态庫

a.ar -rc libxxx.a xxx1.o xxx2.o xxx3.o (正确方法)b.ar -rc libxxx.a xxx1.c xxx2.c xxx3.c (靜态庫可以生成；當運作連接配接了該靜态庫的可執行程式會報錯：could not read symbols:Archive has no index;run ranlib to add one)
           

四、多個源檔案生成一個可執行檔案

gcc xxx1.c xxx2.c xxx3.c xxx4.c main.c -o main
           

執行個體

一、動态連結庫

1.建立hello.so動态庫

1. #include
2. void hello(){
3. printf("hello world");
4. }
5. 編譯：gcc -fPIC -shared hello.c -o libhello.so

2.hello.h頭檔案

1. void hello();

3.連結動态庫

1. #include
2. #include "hello.h"
3. int main(){
4. printf("call hello()");
5. hello();
6. }
7. 編譯：gcc main.c -L. -lhello -o main

這裡-L的選項是指定編譯器在搜尋動态庫時搜尋的路徑，告訴編譯器hello庫的位置。"."意思是目前路徑.

3.編譯成夠後執行./main，會提示：

1. In function `main':
2. main.c:(.text+0x1d): undefined reference to `hello'
3. collect2: ld returned 1 exit status

這是因為在連結hello動态庫時，編譯器沒有找到。

解決方法：

1. sudo cp libhello.so /usr/lib/

這樣，再次執行就成功輸入:

call hello()

二、靜态庫

檔案有：main.c、hello.c、hello.h

1.編譯靜态庫hello.o:

1. gcc hello.c -o hello.o #這裡沒有使用-shared

2.把目标文檔歸檔

1. ar -r libhello.a hello.o #這裡的ar相當于tar的作用，将多個目标打包。

程式ar配合參數-r建立一個新庫libhello.a，并将指令行中列出的檔案打包入其中。這種方法，如果libhello.a已經存在，将會覆寫現在檔案，否則将新建立。

3.連結靜态庫

1. gcc main.c -lhello -L. -static -o main

這裡的-static選項是告訴編譯器,hello是靜态庫。

或者：

1. gcc main.c libhello.a -L. -o main

這樣就可以不用加-static

4.執行./main

輸出：call hello()

makefile執行個體

1. 靜态庫的生成

makefile指令的簡介可參考：跟我一起寫 Makefile。使用ar指令生成.a檔案，可參考：Linux下動态庫(.so)和靜态庫(.a)

# 1、準備工作，編譯方式、目标檔案名、依賴庫路徑的定義。CC = g++CFLAGS := -Wall -O3 -std=c++0x # opencv 頭檔案和lib路徑 OPENCV_INC_ROOT = /usr/local/include/opencv OPENCV_LIB_ROOT = /usr/local/libOBJS = GenDll.o #.o檔案與.cpp檔案同名LIB = libgendll.a # 目标檔案名 OPENCV_INC= -I $(OPENCV_INC_ROOT)INCLUDE_PATH = $(OPENCV_INC)LIB_PATH = -L $(OPENCV_LIB_ROOT)# 依賴的lib名稱OPENCV_LIB = -lopencv_objdetect -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgprocall : $(LIB)# 2. 生成.o檔案 %.o : %.cpp $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o [email protected] $(INCLUDE_PATH) $(LIB_PATH) $(OPENCV_LIB) # 3. 生成靜态庫檔案$(LIB) : $(OBJS) rm -f [email protected] ar cr [email protected] $(OBJS) rm -f $(OBJS)tags : ctags -R *# 4. 删除中間過程生成的檔案 clean: rm -f $(OBJS) $(TARGET) $(LIB)
           

2. 動态庫的生成

第1、4步準備和收尾工作與靜态庫的保持一緻，第2步和第3步所使用的指令稍有不同。

# 1、準備工作，編譯方式、目标檔案名、依賴庫路徑的定義。CC = g++CFLAGS := -Wall -O3 -std=c++0x # opencv 頭檔案和lib路徑 OPENCV_INC_ROOT = /usr/local/include/opencv OPENCV_LIB_ROOT = /usr/local/libOBJS = GenDll.o #.o檔案與.cpp檔案同名LIB = libgendll.so # 目标檔案名 OPENCV_INC= -I $(OPENCV_INC_ROOT)INCLUDE_PATH = $(OPENCV_INC)LIB_PATH = -L $(OPENCV_LIB_ROOT)# 依賴的lib名稱OPENCV_LIB = -lopencv_objdetect -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgprocall : $(LIB)# 2. 生成.o檔案 %.o : %.cpp $(CC) $(CFLAGS) -fpic -c $< -o [email protected] $(INCLUDE_PATH) $(LIB_PATH) $(OPENCV_LIB) # 3. 生成動态庫檔案$(LIB) : $(OBJS) rm -f [email protected] g++ -shared -o [email protected] $(OBJS) rm -f $(OBJS)tags : ctags -R *# 4. 删除中間過程生成的檔案 clean: rm -f $(OBJS) $(TARGET) $(LIB)
           

-fpic 和 -shared 指令可參考：Linux下動态庫(.so)和靜态庫(.a)【注】這篇文章說可以使用ld指令生成.so檔案，但我在測試時發會報錯。

3. 動态庫和靜态庫的調用

， 這兩個的使用方法幾乎沒有差別。動态庫的引用有顯式和隐式兩種，這裡隻說隐式調用。我使用main.cpp來測試生成的庫檔案， makefile如下：

CC = g++CFLAGS := -Wall -O3 -std=c++0x OPENCV_INC_ROOT = /usr/local/include/opencv OPENCV_LIB_ROOT = /usr/local/libMY_ROOT = ../OPENCV_INC= -I $(OPENCV_INC_ROOT)MY_INC = -I $(MY_ROOT)EXT_INC = $(OPENCV_INC) $(MY_INC)OPENCV_LIB_PATH = -L $(OPENCV_LIB_ROOT)MY_LIB_PATH = -L $(MY_ROOT)EXT_LIB = $(OPENCV_LIB_PATH) $(MY_LIB_PATH) OPENCV_LIB_NAME = -lopencv_objdetect -lopencv_highgui -lopencv_imgproc -lopencv_core MY_LIB_NAME = -lgendllall:testtest:main.cpp $(CC) $(CFLAGS) main.cpp $(EXT_INC) $(EXT_LIB) $(MY_LIB_NAME) $(OPENCV_LIB_NAME) -o test
           

4. 注意事項：

1、在測試過程中，經常會報錯：找不到.so檔案。一種簡單的解決方法如下：

在linux終端輸入如下指令：

export LD_LIBRARY_PATH=/home/shaoxiaohu/lib:LD_LIBRARY_PATH: