编译器编译的过程

本文详细介绍了如何在Linux中创建和使用静态库与动态库,包括使用gcc编译.o文件,创建静态库(.a)和动态库(.so),以及在程序中链接和调用这些库。实验过程包括从创建源文件到生成可执行程序的完整步骤,并通过实例演示了静态库和动态库的生成与应用,强调了静态库在程序编译时会被连接,而动态库在运行时加载。最后,文章讨论了Linux GCC常用命令、as汇编编译器和第三方库函数,如curses库的应用。

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一.用gcc生成静态库和动态库

我们通常把一些公用函数制作成函数库,供其它程序使用。函数库分为静态库和动态库两种。静态库在程序编译时会被连接到目标代码中,程序运行时将不再需要该静态库。动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中,而是在程序运行是才被载入,因此在程序运行时还需要动态库存在。
本文主要通过举例来说明在Linux 中如何创建静态库和动态库,以及使用它们。

1.生成例子程序hello.h,hello.c,main.c

先创建一个作业目录,保存本次练习的文件。

在这里插入图片描述
用vim创建和编辑
在这里插入图片描述
hello.c是函数库的源程序,其中包含公用函数hello,该函数将在屏幕上输出"Hello XXX!"。hello.h为该函数库的头文件。main.c为测试库文件的主程序,在主程序中调用了公用函数hello。

代码如下

hello.h

#ifndef HELLO_H 
#define HELLO_H
Void hello(const char *name); 
#endif //HELLO_H

hello.c

#include <stdio.h>
void hello(const char *name)
{
      printf("Hello %s!\n", name);
}

main.c

#include "hello.h"
 int main()
{
      hello("everyone"); 
      return 0;
}

2.将 hello.c 编译成.o 文件

无论静态库,还是动态库,都是由.o 文件创建的。因此,我们必须将源程序hello.c 通过gcc 先编译成.o 文件。在系统提示符下键入以下命令得到hello.o 文件。

$ gcc -c hello.c

用ls查看当前目录下发现以及生成hello.o文件
在这里插入图片描述

3.由.o 文件创建静态库

静态库文件名的命名规范是以lib 为前缀,紧接着跟静态库名,扩展名为.a。
例如:我们将创建的静态库名myhello,则静态库文件名就是libmyhello.a。

创建静态库用ar 命令。在系统提示符下键入以下命令将创建静态库文件。

$ ar -crv libmyhello.a hello.o

该命令的意思是创建静态库文件libmyhello.a。
在这里插入图片描述

4.在程序中使用静态库

在使用到这些公用函数的源程序中包含这些公用函数的原型声明,然后在用 gcc 命令生成目标文件时指明静态库名,gcc 将会从静态库中将公用函数连接到目标文件中。

attention:gcc会在静态库名前加上前缀lib,然后追加拓展名.a得到的静态库文件名来查找静态库文件

因为在main.c中,包含了静态库的头文件hello.h,然后在主程序main中就可以直接调用公用函数hello,

方法一:
输入以下代码

$ gcc -o hello main.c -L. –lmyhello

自定义的库时,main.c 还可放在-L.和–lmyhello 之间,但是不能放在它俩之后,否则会提示myhello 没定义, 但是是系统的库时,如g++ -o main(-L/usr/lib) -lpthread main.cpp就不出错。

然后运行Hello文件,文件被顺利执行

在这里插入图片描述
方法二:

输入以下代码

$ gcc main.c libmyhello.a -o hello

在这里插入图片描述运行之后,也成功得到了正确的结果

方法三:

首先生成main.o:

$ gcc -c main.c

再生成可执行文件

$ gcc -o hello main.o libmyhello.a

接着运行程序
在这里插入图片描述
也成功得到了结果!

动态链接时也可以这样做
我们删除静态库文件试试公用函数 hello 是否真的连接到目标文件 hello 中了。

$ rm libmyhello.a
$ ./hello

在这里插入图片描述如图所示,删除掉静态库文件后也能连接到目标文件hello中,静态库中的公用函数已经连接到目标文件中了。

5.由.o文件创建动态库文件

动态库文件名命名规范和静态库文件名命名规范类似,也是在动态库名增加前缀lib,但其文件扩展名为.so。例如:我们将创建的动态库名为myhello,则动态库文件名就是libmyhello.so。用gcc 来创建动态库。在系统提示符下键入以下命令得到动态库文件libmyhello.so。

$ gcc -shared -fPIC -o libmyhello.so hello.o

其中 -o 不可少
使用ls命令发现动态文件库已经生成
在这里插入图片描述

6.在程序中使用动态库

在程序中使用动态库和使用静态库完全一样,也是在使用到这些公用函数的源程序中包含这些公用函数的原型声明,然后在用 gcc 命令生成目标文件时指明动态库名进行编译。我们先运行 gcc 命令生成目标文件,再运行它看看结果。

$ gcc -o hello main.c -L. -lmyhello
$ ./hello

而现在控制台却会报如下的错误

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

这是因为我们少做了一个步骤,程序无法找到动态文件库。我们需要把文件 libmyhello.so 复制到目录/usr/lib中程序才能运行
输入如下命令

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