linux编译过程、动静态库编译、makefile编程

usr_root

已于 2022-08-01 11:23:03 修改

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文章标签： linux 编辑器学习

于 2022-07-29 01:53:32 首次发布

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本文详细介绍了GCC的编译过程，包括预处理、编译、汇编和链接四个阶段，并讲解了静态库和动态库的创建方法。此外，还深入探讨了Makefile的使用，包括规则编写、多目录编程以及变量使用。最后，讨论了GCC的编译选项、环境变量设置和路径指定。内容涵盖了软件开发中的关键环节，旨在提升编程效率和质量。

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编译过程

1、预处理阶段

gcc *.c -E -o *.i(预编译)

2、编译阶段

gcc *.i -S -o *.S（检查语法、翻译成汇编语言）

3、汇编阶段

gcc *.S -c -o *.o（汇编语言翻译成机器指令，不带地址的二进制文件）

4、链接阶段

gcc *.o -o *.elf（将机器码链接成段，添加各种地址信息到headinfo段中，带地址的二进制文件）

静态库和动态库的创建

1、静态库的创建

（1）创建.c文件，存放函数定义

sub.c

  1 #include"sub.h"
  2 int sub_func(int x,int y)
  3 {
  4 return x-y;
  5 }

add.c

  1 #include"add.h"
  2 #include<stdarg.h>
  3 int add_func(int x,int y)
  4 {
  5 return x+y;
  6 }

（2）创建.h文件，存放函数声明
sub.h

#ifndef __SUB_FUNC_H
#define __SUB_FUNC_h
int sub_func(int x,int y);
#endif

add.h

#ifndef __ADD_FUNC_H
#define __ADD_FUNC_H
int add_func(int x,int y);
#endif

（3）将.c编译成.o

gcc -c add.c sub.c

（4）链接成.a

ar -crv libmylib.a add.o sub.o

（5）使用静态库

写main函数，然后使用静态库链接编译
gcc main.c -o main libmylib.a
./main

2、动态库的创建

（1）编写好代码之后直接链接

gcc -fpic -shared libmylib.so sub.c add.c

（2）编写好main函数链接动态库（动态库要移动到/lib,不然可执行文件执行不了或添加为所在目录添加环境变量）

gcc main.c -o main libmylib.so
还可以链接指定目录下的库（动态静态都可以）
gcc main.c -o main -L directory -l filename

3、添加环境变量（.so所在目录）

（1）永久添加

修改~/.bashrc文件，在末尾添加(也可以修改/etc/profile，这个是对所有用户生效的，bashrc只是对当前用户)
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:目录名
保存并退出，输入 source ~/.bashrc

（2）临时添加（重启后失效）

#.表示当前目录，":"是分隔作用
export LD_LIBRARY_PATH=.:/opt/test

高质量编程之make管理器（使用makefile文件）

1、安装make

apt-get install build-essential

2、编写.c、.h文件

声明放在头文件、定义放在源文件

3、编写makefile文件

vim makefile
然后写入命令
例如:

main:main.o sub.o add.o
	gcc main.o sub.o add.o -o main
main.o:main.c
	gcc -c main.c -o main.o 
sub.o:sub.c 
	gcc -c sub.c -o sub.o 
add.o:add.c 
	gcc -c add.c -o add.o 
clean:
	rm -rf ./*.o

调用：

直接make（只会执行第一个目标，可以把后面所有目标写到第一个目标的依赖里面），就会编译出main的可执行文件（还会编译出main.o sub.o add.o）
make clean:就会删除掉所有.o文件（中间文件，可删除，但重新make会影响效率）
基本语法就是 目标:依赖文件
				执行编译行为
还可以将目标、依赖文件，编译行为都改成变量（提高可变性）

将上面例子改写：

#TARGET、OBJS、CC均为make自有宏定义
#TARGET为目标、OBJS为依赖文件、CC为C语言编译器名字、CXX为C++编译器名字、RM为删除文件命令。默认命令是“rm –f”。
TARGET=main
#makefile默认换行就是另一个语句，如果一定要换行的话可以用\接上
OBJS+=main.o
OBJS+=add.o sub.o
CC=gcc
#变量名要用$(变量)，$@表示目标文件、$<表示第一个依赖文件、$^表示所有依赖文件，这三个都是自动化变量
#静态规则
%.o:%.c
	CC -c $< -o $@
$(TARGET):$(OBJS)
	CC $^ -o $@
#创建伪目标，当目录下有clean文件时也能执行
.PHONY:clean
clean:
	rm -rf ./*.o
	@echo clean---    # @表示隐藏此语句，执行时不打印该语句直接执行

4、makefile多目录编程

首先，把所有头文件都放进include目录里，把.c文件放到source目录里（除了main.c，main.c直接放在当前目录，include和source是二级目录）
makefile如下：

CC=gcc
RM=rm -rf
#文件目录说明
#绝对不可以使用DIR=`pwd`    #调用shell命令pwd获取当前目录
#详情查看文末链接调用shell命令的两种方式的差异
DIR 	:=$(shell pwd) 
INCDIR	:=$(DIR)/include
SRCDIR	:=$(DIR)/source
#预编译选项
CPPFLAGS:= -I$(INCDIR)
TARGET=main
#获得依赖文件.o，所先用wildcard获取匹配模式文件名函数找到所有.c文件
#然后使用patsubst %.c,%.o,$(SRCS)模式字符串替换函数将SRCS中的.c全部替换成.c等到依赖文件（因为.o可能还没生成，只能替换得到）
#foreach dir,$(SRCDIR),$(wildcard $(dir)/*.c) 将$(SRCDIR)的字符串逐个拿出放到dir中，然后执行wildcard
SRCS:=$(wildcard *.c) #main.c
SRCS+=$(foreach dir,$(SRCDIR),$(wildcard $(dir)/*.c))
OBJS:=$(patsubst %.c,%.o,$(SRCS))

如果直接make不输入参数，则默认执行第一个目标所以在第一个目标依赖所有目标
all:$(TARGET) test clean
	@echo ----
%.o:%.c
	$(CC) -c $< %@ $(CPPFLAGS)
$(TARGET):$(OBJS)
	$(CC) $^ -o $@ $(CPPFLAGS)
.PHONY:test clean
test:
	@echo $(OBJS)
clean:
	$(RM) $(OBJS)

5、其他

(1)=和:=的差别

a=3
b=$a
c:=$a #立即=a
a=5   #要使用该变量时再=a，如果此时a已经改变，就是改变后的值了
test:
echo $(b) #b=5
echo $(c) #c=3

(2)$< $^ $@ $?

$<:第一个依赖；
$^:全部依赖
$@:目标
$?:被修改过的依赖（时间戳比目标文件晚的依赖，因为目标文件最后生成，如果依赖的时间戳比目标文件晚，则代表被修改过）

(3)调用shell命令的两种方式（获取目录时的大坑）
shell命令的两种方式的差异

	直接引用 `shell命令`       #末尾是换行符，makefile换行是另一个语句了，所以不能用这个方式获取依赖文件的目录
	函数调用$(shell shell命令) #换行符会被替换成空格
	$(shell echo *.c) 作用和$(wildcard *.c)一样

(4)路径的指定
头文件路径的搜索顺序：

由参数-I指定的路径（用CPPFLAGS:= -I$(CPATH)存储，指定多个路径时，按指定路径顺序查找）
   然后再找gcc的环境变量C_INCLUDE_PATH, CPLUS_INCLUDE_PATH, OBJC_INCLUDE_PATH
   再找内定目录

动态库的搜索路径搜索的先后顺序是：

编译目标代码时指定的动态库搜索路径；
   环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的动态库搜索路径；
   配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径（配置直接添加目录即可，配置完要用ldconfig）；
   默认的动态库搜索路径/lib；
   默认的动态库搜索路径/usr/lib。

(5)gcc参数

-c              用于把源码文件编译成 .o 对象文件,不进行链接过程
-o              用于连接生成可执行文件，在其后可以指定输出文件的名称
-g              用于在生成的目标可执行文件中，添加调试信息，可以使用GDB进行调试
-Idir           用于把新目录添加到include路径上，可以使用相对和绝对路径，“-I.”、“-I./include”、“-I/opt/include”
-Ldir             用于把新目录添加到库搜索路径上，可以使用相对和绝对路径，“-L.”、“-L./include”、“-L/opt/include”
-Wall         生成常见的所有告警信息，且停止编译，具体是哪些告警信息，请参见GCC手册，一般用这个足矣！
-w             关闭所有告警信息
-fPIC         用于生成位置无关的代码
可以写在CPPFLAGS（预编译，一般存储头文件目录，-I$(INCDIR)）、CFLAGS（编译）、LBFLAGS（链接库，存储库目录，-L$(LBDIR)）

(6)条件判断
判断是否相等（ifeq,ifneq;ifeq相等时为true，ifneq为false）

ifeq ($(num),11) #判断num是不是等于11
	echo "num=$(num)"
else ifeq($(num),12)
	echo "num=12"
else
	echo "nothing"
endif

判断是否定义（ifdef和ifndef）

ifdef $(num)
	echo "yes"
else 
	echo "no"
endif

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