linux 编译指定库、头文件的路径问题

本文解释了出现undefined reference to错误的原因,介绍了如何通过正确设置-l和-L参数来指定库文件,以及如何使用-I参数来指定头文件的位置。此外,还提供了创建静态库和共享库的具体步骤。

1. 为什么会出现undefined reference to 'xxxxx'错误?

首先这是链接错误,不是编译错误,也就是说如果只有这个错误,说明你的程序源码本身没有问题,是你用编译器编译时参数用得不对,你没有指定链接程序要用到得库,比如你的程序里用到了一些数学函数,那么你就要在编译参数里指定程序要链接数学库,方法是在编译命令行里加入-lm

2.-l参数和-L参数

-l参数就是用来指定程序要链接的库,-l参数紧接着就是库名,那么库名跟真正的库文件名有什么关系呢?就拿数学库来说,他的库名是m,他的库文件名是libm.so,很容易看出,把库文件名的头lib和尾.so去掉就是库名了。

-L参数跟着的是库文件所在的目录名。再比如我们把libtest.so放在/aaa/bbb/ccc目录下,那链接参数就是-L/aaa/bbb/ccc -ltest另外,大部分libxxxx.so只是一个链接

3. -include-I参数

-include用来包含头文件,但一般情况下包含头文件都在源码里用#include xxxxxx实现-include参数很少用。-I参数是用来指定头文件目录,/usr/include目录一般是不用指定的,gcc知道去那里找,但是如果头文件不在/usr/include里我们就要用-I参数指定了,比如头文件放在/myinclude目录里,那编译命令行就要加上-I/myinclude参数了,如果不加你会得到一个"xxxx.h: No such file or directory"的错误。-I参数可以用相对路径,比如头文件在当前目录,可以用-I.来指定

4.几个相关的环境变量

PKG_CONFIG_PATH:用来指定pkg-config用到的pc文件的路径,默认是             /usr/lib/pkgconfigpc文件是文本文件,扩展名是.pc,里面定义开发包的安装路径,Libs参数和Cflags参数等等。

CC:用来指定c编译器。

CXX:用来指定cxx编译器。

LIBS:跟上面的--libs作用差不多。

CFLAGS:跟上面的--cflags作用差不多。

CCCXXLIBSCFLAGS手动编译时一般用不上,在做configure时有时用到,一般情况下不用管。

环境变量设定方法:export ENV_NAME=xxxxxxxxxxxxxxxxx

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[相关介绍]

应用程序(Applications)

应用程序通常都有固定的文件夹,系统通用程序放在/usr/bin,日后系统管理员在本地计算机安装的程序通常放在/usr/local/bin或者/opt文件夹下。除了系统程序外,大部分个人用到的程序都放在/usr /local下,所以保持/usr的整洁十分重要。当升级或者重装系统的时候,只要把/usr/local的程序备份一下就可以了。


一些其他的程序有自己特定的文件夹,比如X Window系统,通常安装在/usr/X11中,或者/usr/X11R6。GNU的编译器GCC,通常放置在/usr/bin或者/usr/local/bin中,不同的Linux版本可能位置稍有不同。


头文件(Head Files)

在C语言和其他语言中,头文件声明了系统函数和库函数,并且定义了一些常量。对于C语言,头文件基本上散落于/usr/include和它的子文件夹下。其他的编程语言的库函数分布在编译器定义的地方,比如在一些Linux版本中,X Window系统库函数分布在/usr/include/X11,GNU C++的库函数分布在/usr/include/g++。这些系统库函数的位置对于编译器来说都是“标准位置”,即编译器能够自动搜寻这些位置。


如果想引用位于标准位置之外的头文件,我们需要在调用编译器的时候加上-I标志,来显式的说明头文件所在文件夹。比如,

        $ gcc -I/usr/openwin/include hello.c

会告诉编译器除了标准位置外,还要去/usr/openwin/include看看有没有所需的头文件。详细情况见编译器的使用手册(man gcc)。


库函数(Library Files)

库函数就是函数的仓库,它们都经过编译,重用性不错。通常,库函数相互合作,来完成特定的任务。比如操控屏幕的库函数(cursers和ncursers库函数),数据库读取库函数(dbm库函数)等。


系统调用的标准库函数一般位于/lib以及/usr/lib。C编译器(精确点说,连接器)需要知道库函数的位置。默认情况下,它只搜索标准C库函数。


库函数文件通常开头字母是lib。后面的部分标示库函数的用途(比如C库函数用c标识, 数学库函数用m标示),小数点后的后缀表明库函数的类型:

  • .a 指静态链接库
  • .so 指动态链接库

去/usr/lib看一下,你会发现,库函数都有动态和静态两个版本。


与头文件一样,库函数通常放在标准位置,但我们也可以通过-L标识符,来添加新的搜索文件夹,-l指定特定的库函数文件。比如

        $ gcc -o x11fred -L/usr/openwin/lib x11fred.c -lX11

上述命令就会在编译期间,链接位于/usr/openwin/lib文件夹下的libX11函数库,编译生成x11fred。

静态链接库(Static Libraries)

最简单的函数库就是一些函数的简单集合。调用库函数中的函数时,需要在调用函数中include定义库函数的头文件。我们用-l选项添加标准函数库之外的函数库。

静态函数库,也称为archives ,通常以后缀.a结尾。


我们也可以创建维护自己的静态链接库函数。下面就介绍一下:

我们创建的库函数包括两个函数,然后在后面的实例中调用其中之一。两个库函数名字分别是fred和bill,仅仅是输出字符串。

  1. 首先,我们分别编写两个源文件(fred.c和bill.c),源文件如下:
  1. /* fred.c */  
  2. #include <stdio.h>  
  3. void fred(int arg)  
  4. {  
  5. printf(“fred: you passed %d\n”, arg);  
  6. }  
  7. /* bill.c */  
  8. #include <stdio.h>  
  9. void bill(char *arg)  
  10. {  
  11. printf(“bill: you passed %s\n”, arg);  
  12. }  
/* fred.c */ #include <stdio.h> void fred(int arg) { printf(“fred: you passed %d\n”, arg); } /* bill.c */ #include <stdio.h> void bill(char *arg) { printf(“bill: you passed %s\n”, arg); }

    2. 接下来,我们将这两个源文件编译为两个独立的目标文件。这里要用到GCC的-c选项。命令如下所示:

        $ gcc -c fred.c bill.c

        $ ls *.o

        bill.o fred.o

    3. 然后,写一个调用bill的测试函数,在此之前,最好为库函数建立一个头文件。头文件中有对库函数的声明。如果其他函数要调用库函数,必须在其代码中包含头文件。也可以在fred.c 和bill.c中包含该头文件,有利于编译器发现错误。头文件lib.h的内容如下所示:

  1. /* 
  2. This is lib.h. It declares the functions fred and bill for users 
  3. */  
  4. void bill(char *);  
  5. void fred(int);  
/* This is lib.h. It declares the functions fred and bill for users */ void bill(char *); void fred(int);

    4. 测试函数program.c比较简单,代码如下:

  1. #include “lib.h”  
  2. int main()  
  3. {  
  4.     bill(“Hello World”);  
  5.     exit(0);  
  6. }  
#include “lib.h” int main() { bill(“Hello World”); exit(0); }

    5. 现在我们可以编译测试一下程序了:

        $ gcc -c program.c

        $ gcc -o program program.o bill.o

        $ ./program

        bill: we passed Hello World

    6. 接下来,我们要创建一个函数库。利用ar函数建立归档文件(archive),然后将目标文件加入其中。

        $ ar crv libfoo.a bill.o fred.o

        a - bill.o

        a - fred.o

    7. 现在可以使用函数库中的函数了。我们用-l指定函数库的名字。因为该函数库没有在标准文件夹中,我们还需要用-L将当前文件夹"."添加到搜索路径中。编译命令如下所示:

        $ gcc -o program program.o -L. -lfoo

共享链接库(Shared Libraries)

静态链接库的一个缺点是,如果我们同时运行了许多程序,并且它们使用了同一个库函数,这样,在内存中会大量拷贝同一库函数。这样,就会浪费很多珍贵的内存和存储空间。使用了共享链接库的Linux就可以避免这个问题。

共享函数库和静态函数在同一个地方,只是后缀有所不同。比如,在一个典型的Linux系统,标准的共享数序函数库是/usr/lib/libm.so。

当一个程序使用共享函数库时,在连接阶段并不把函数代码连接进来,而只是链接函数的一个引用。当最终的函数导入内存开始真正执行时,函数引用被解析,共享函数库的代码才真正导入到内存中。这样,共享链接库的函数就可以被许多程序同时共享,并且只需存储一次就可以了。共享函数库的另一个优点是,它可以独立更新,与调用它的函数毫不影响。

<think> 我们正在讨论在make编译过程中如何指定头文件路径。用户的问题集中在make编译时如何指定头文件路径。根据引用材料,我们可以通过几种方式实现: 1. **在运行configure脚本时指定**(如果项目使用autotools): 通过设置`CFLAGS`或`CPPFLAGS`环境变量,例如: ```bash ./configure CFLAGS="-I/path/to/headers" CPPFLAGS="-I/path/to/headers" ``` 其中`-I`选项用于指定额外的头文件搜索路径[^1]。 2. **在make命令行中直接指定**: 可以在运行make时通过变量赋值来覆盖Makefile中的设置: ```bash make CFLAGS="-I/path/to/headers" ``` 3. **修改Makefile文件**: 在Makefile中,我们可以修改`CFLAGS`(用于C编译器选项)或`CPPFLAGS`(用于预处理器选项)变量,添加`-I`选项: ```makefile CFLAGS += -I/path/to/headers ``` 4. **使用环境变量**: 在运行make之前设置环境变量,例如: ```bash export CFLAGS="-I/path/to/headers" make ``` 5. **交叉编译指定头文件路径**: 在交叉编译环境下,可能需要指定内核头文件路径或交叉编译器的系统头文件路径。根据引用[2],交叉编译头文件可能位于内核源码目录(如`/usr/src/kernel/include`)或交叉编译器的默认包含目录(如`/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/include`)。在Makefile中,我们可以这样指定: ```makefile CFLAGS += -I/usr/src/kernel/include ``` 6. **使用CMake项目**: 如果项目使用CMake,则可以在`CMakeLists.txt`中使用`target_include_directories`或`include_directories`命令指定头文件路径[^3][^5],例如: ```cmake target_include_directories(MyTarget PUBLIC /path/to/headers) ``` 总结步骤: - **方法1**:通过`./configure`脚本设置(适用于autotools项目) - **方法2**:在make命令中直接传递变量(临时覆盖) - **方法3**:修改Makefile(永久修改) - **方法4**:设置环境变量(当前终端会话有效) - **方法5**:对于交叉编译指定内核头文件路径 - **方法6**:对于CMake项目,修改`CMakeLists.txt` 注意:`-I`选项可以多次使用以添加多个路径,例如: ```bash CFLAGS="-I/path1 -I/path2" ``` 根据用户的具体项目构建方式(autotools, make, cmake等),选择合适的方法。 </think>### Make编译指定头文件路径的方法 在Make编译过程中,指定头文件路径主要通过以下方法实现,这些方法可根据项目需求灵活组合使用: #### 1. **修改Makefile变量(推荐)** 在Makefile中直接修改`CFLAGS`或`CPPFLAGS`变量: ```makefile # 添加单个路径 CFLAGS += -I/path/to/headers # 添加多个路径 CFLAGS += -I/path1 -I/path2 -I/path3 ``` - **`-I`选项**:GCC编译器专用指令,用于添加头文件搜索路径[^1] - **作用范围**:整个项目的所有编译单元 - **执行方式**: ```bash make # 直接使用修改后的Makefile ``` #### 2. **命令行参数覆盖** 在运行`make`命令时动态指定路径: ```bash make CFLAGS="-I/path/to/headers -O2" # 同时保留优化选项 ``` - **优先级**:命令行参数 > Makefile内定义[^1] - **临时性**:仅对当前编译生效 #### 3. **环境变量设置** 通过环境变量全局配置: ```bash export CFLAGS="-I/path/to/headers" # 对所有Make项目生效 make ``` - **系统级影响**:影响当前终端会话所有编译任务 - **持久化建议**:添加到`~/.bashrc`或`/etc/profile` #### 4. **针对特定目标的路径指定** 在Makefile中为不同目标定制路径: ```makefile obj1.o: src1.c $(CC) $(CFLAGS) -I/custom/path1 -c $< obj2.o: src2.c $(CC) $(CFLAGS) -I/custom/path2 -c $< ``` #### 5. **交叉编译特殊处理** 交叉编译时需指定目标平台头文件路径[^2]: ```makefile # 指定内核头文件路径 CFLAGS += -I/usr/src/kernel/include # 指定交叉编译头文件 CFLAGS += -I/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/include ``` #### 6. **自动化工具集成** - **Autotools项目**:通过`configure`脚本设置[^1] ```bash ./configure CFLAGS="-I/path/to/include" CPPFLAGS="-I/path/to/include" ``` - **CMake项目**:在`CMakeLists.txt`中配置[^3][^5] ```cmake target_include_directories(MyTarget PUBLIC /path/to/headers) ``` ### 验证方法 检查最终编译命令是否包含指定路径: ```bash make -n # 预览实际执行的编译命令 # 输出示例:gcc -I/path/to/headers -c main.c ``` ### 使用示例 假设项目结构: ``` project/ ├── src/ │ └── main.c ├── include/ │ └── utils.h └── Makefile ``` **Makefile配置**: ```makefile CFLAGS = -Wall -I./include main: src/main.c $(CC) $(CFLAGS) -o $@ $< ``` > **路径解析规则** > $$ \text{编译器搜索顺序} = \begin{cases} > 1. & \text{-I 指定路径} \\ > 2. & \text{系统标准路径 } (/\text{usr/include}) \\ > 3. & \text{当前目录} > \end{cases} $$
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