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前言
C语言程序编译的过程
- 预处理：解释并展开源程序当中的所有的预处理指令，此时生成 *.i 文件。
- 编译：词法和语法的分析，生成对应硬件平台的汇编语言文件，此时生成 *.s 文件。
- 汇编：将汇编语言文件翻译为对应处理器的二进制机器码，此时生成 *.o 文件。
- 链接：将多个 *.o 文件合并成一个不带后缀的可执行文件。
gcc hello.c -o hello.i -E 👉预处理
gcc hello.i -o hello.s -S 👉编译
gcc hello.s -o hello.o -c 👉汇编
gcc hello.o -o hello -lc 👉链接ELF格式
对于上述编译过程，重点关注最后一步库文件的链接（gcc hello.o -o hello -lc）：链接实际上是将多个.o文件合并在一起的过程。这些 *.o 文件合并前是 ELF 格式，合并后也是 ELF 格式。
ELF全称是 Executable and Linkable Format，即可执行可链接格式。ELF文件由多个不同的段（section）组成，如下图所示：
ELF格式的合并，实际上就是将多个文件中各自对应的段合并在一起，形成一个统一的ELF文件。在此过程中，必然需要对各个 *.o 文件中的静态数据（包括常量）、函数入口的地址做统一分配和管理，这个过程就叫做 重定位，因此未经链接的单独的 *.o 文件又被称为可重定位文件，经过链接处理合并了相同的段的文件称为可执行文件。
库的本意是library图书馆，库文件就是一个由很多 *.o 文件堆积起来的集合。
# 查看文件格式头部信息
readelf -h a.out
# 查看各个section信息
readelf -S a.out
# 查看符号表
readelf -s a.out静态库与动态库
静态库：libx.a
动态库：liby.so
库文件的名称遵循这样的规范：lib库名.后缀
代码复用：开发者可以将常用的代码段编译成库，供多个程序使用，避免重复编写相同的代码。
模块化：通过将程序划分为多个库，可以更好地管理和维护代码。每个库可以独立更新和优化，而不影响其他部分。
节省资源：动态库可以在多个程序之间共享，不需要每个程序都包含库的副本，这样可以节省磁盘空间和内存。
易于维护和更新：当库需要更新或修复bug时，只需要更新库文件本身，所有使用该库的程序都可以在不重新编译的情况下获得更新。
提高程序性能：库中的代码通常由专家优化，可以提供高效的实现，从而提高整个程序的性能。
保护代码的知识产权: 封装到库中的代码都是已经编译好的二进制代码，用户无法查看其源码。
其中，lib是任何库文件都必须有的前缀，库名就是库文件真正的名称，比如上述例子中两个库文件分别叫x和y，在链接它们的时候写成 -lx 和 -ly ，后缀根据静态库和动态库，可以是 .a 或者 .so：
- 静态库的后缀：.a （archive，意即档案）
- 动态库的后缀：.so （share object，意即共享对象）
注意：不管是静态库，还是动态库，都是可重定位文件 *.o 的集合。
不管是动态库还是静态库，它们都是 *.o 文件的集合。如果把一个 *.o 文件比作一本图书，那么库文件就是书店或图书馆，静态库和动态库的关系和区别是：
- 静态库（相当于书店，只卖不借）
- 原理：编译时，库中的代码将会被复制到每一个程序中
- 优点：程序不依赖于库、执行效率稍高
- 缺点：消耗存储空间、无法对用户升级迭代
- 动态库（相当于图书馆，只借不卖）
- 原理：编译时，程序仅确认库中功能模块的匹配关系，并未复制
- 缺点：程序依赖于库、执行效率稍低
- 优点：节省存储空间、方便对用户升级迭代
表面上看，静态库和动态库各有千秋，彼此的优缺点是相对的，但在实际应用中，动态库应用场合要远多于静态库，因为虽然动态库的运行时装载特性会使得程序性能有略微的下降，但换来的是不仅仅节省了大量的存储空间，更重要的是使得主程序和库松耦合，不互相捆绑，当库升级的时候，应用程序无需任何改动即可获得新版库文件的功能，这极大地提高了程序的灵活性。
1.动态库以 xxx.so 结尾 , 静态库以 xxxx.a 结尾。
2.动态库在编译阶段不会把代码编译进源程序中。
3.静态库在编译阶段会把代码编译进源程序中。
4.静态库的编译文件比较大，动态库编译的文件比较小。
5.动态库效率比静态库高，但是动态库的环境配置比较麻烦。
静态库
静态库制作
第一步，操作并编译
1.编写源码的.c 与 .h 头文件
xxxx.c
xxxx.h
2.把.c 文件编译成 .o 文件
gcc xxxx.c -o xxxx.o -c
3.把所有的xxx.o 文件封装到一个静态库 xxxx.a 中
ar crs lib??????.a xxx.o ......
例子:ar crs libstring.a string.o #把string.o 文件封装到静态库中
提示: ar -t 静态库名称 #查看当前静态库包含的 .o 文件静态库的操作命令
ar t libx.a #查看静态库中的文件
ar d libx.a b.o #删除静态库中的文件
ar r libx.a b.o #增加文件到静态库中
ar x libx.a #（x意即extract，将库中所有的*.o文件释放出来）
ar x libx.a a.o #（指定释放库中的a.o文件） 第二步，使用库
1.把库文件 和 所有头文件放入一个文件夹中
harold@PC:lib$ ls
a.out file.h lcd.h libPicture.a list.h main.c touch.h
2.链接静态库
harold@PC:lib$ gcc main.c -L./ -lPicture
-L : 说明当前静态库所在的目录
-l : 说明当前静态库的名称 libPicture.a 原名 -lPicture 链接名 静态库使用
harold@PC:lib$ gcc main.c -L./ -lPicture
-L : 说明当前静态库所在的目录
-l : 说明当前静态库的名称 libPicture.a 原名 -lPicture 链接名 -L 用于告诉编译器库文件在哪个路径下寻找
-l 用于告诉编译器你需要使用到哪个库文件
动态库
//生成*.o文件
gcc sum.c -o sum.o -c -fpic
gcc sub.c -o sub.o -c -fpic
//归档成为动态库
gcc -shared -fpic -o libmath_share.so sub.o sum.o
//复制动态库到/usr/lib或者/lib
sudo cp libmath_share.so /usr/lib
//复制动态库到/usr/lib或者/lib的编译main的做法
gcc main.c -o main -lmath_share
//指定动态库文件路径的方法
arm-gcc main.c -o main -lmath_share -Wl,-rpath=/home/harold/C_Linux/009day/lib_file动态库制作编译
1.编写源码的.c 与 .h 头文件
xxxx.c
xxxx.h
2.把.c 文件编译成 .o 文件
gcc xxxx.c -o xxxx.o -c -fPIC
3.把 所有的.o 封装成 xxx.so 动态库 ， -fPIC与内存地址无关，方便跨平台使用
gcc -shared -fPIC -o libxxxx.so xxxx.o ....... -fPIC与内存地址无关
动态库使用
1.把库文件 和 所有头文件放入一个文件夹中
harold@PC:lib$ ls
a.out file.h lcd.h libPicture.a list.h main.c touch.h
2.链接静态库
harold@PC:lib$ gcc main.c -L./ -lPicture
-L : 说明当前动态库所在的目录
-l : 说明当前动态库的名称 libPicture.a 原名 -lPicture 链接名
注意:动态库链接完毕后，必须把库文件放入系统的 /lib 目录下程序才能正常运行！ jpeg库
提供JPEG图像编码/解码，支持压缩参数调整（如质量、色彩空间）。libjpeg
解压库源码&配置源码
1.解压源码
mkdir ~/jpegsrc
tar -xvf jpegsrc.v9d.tar.gz -C ~/jpegsrc/
2.配置源码
cd ~/jpegsrc/jpeg-9d/ #1.进入源码目录
./configure --help #2.查看配置帮助文档
配置参数说明👇
........
--prefix=PREFIX install architecture-independent files in PREFIX
[/usr/local] 安装库的路径
--host=HOST cross-compile to build programs to run on HOST [BUILD]
............
mkdir /home/harold/jpeglib #3.0创建一个安装目录
echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/arm/5.4.0/usr/bin' >> ~/.bashrc #3.1配置PATH环境变量
source ~/.bashrc #加载配置文件
./configure --prefix=/home/gec/jpeglib --host=arm-linux #3.2⭐重点:开始配置
make #4.编译 👉 调用makefile 文件生成 .o 和动态库与静态库
make install #5.安装jpeg库的使用
1.解压配置好的库文件到家目录
tar -xvf jpeglib.tar.gz -C /home/gec
2.把调用官方的示例代码,进行解码
harold@PC:官方解码例子$ ls
example.c (官方解码例子) include (头文件) main.c (主函数)
3.编译官方示例代码 👉编译过程中出现的问题自己解决一下
harold@PC:官方解码例子$ arm-linux-gcc main.c example.c -I./include -L/home/harold/jpeglib/lib -ljpeg
4.下载可执行文件到开发板中运行
[root@harold /]#./a.out
./a.out: error while loading shared libraries: libjpeg.so.9 ❌出现错误， 解决方法:把jpeg库下载到开发板的 /lib 目录jpeg 解码源码分析
//解码结构体
struct jpeg_decompress_struct {
JDIMENSION image_width; /* 图片宽度*/
JDIMENSION image_height; /* 图片高度*/
int num_components; /* # of color components in JPEG image 色深*/
}
//1.读取jpeg头数据
(void)jpeg_read_header(&cinfo, TRUE); // 读取jpeg文件头
// 打印图片的信息
printf("%d %d %d\n", cinfo.image_width, cinfo.image_height, cinfo.num_components);jpeg 转 rgb 算法设计
char rgb[480][800 * 3] = {0};
int y = 0; // 当前行
// 一行一行的解码
while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)
{
printf("当前解码行 %d : 总行数 %d\n", cinfo.output_scanline, cinfo.output_height);
(void)jpeg_read_scanlines(&cinfo, buffer, 1); // 解码一行jpeg数据
for (int x = 0; x < 800 * 3; x++)
{
rgb[y][x] = buffer[0][x];
}
y++; // 行数增加
}
// 把RGB转换为ARGB
char argb[480][800 * 4];
for (int y = 0; y < 480; y++)
{
for (int x = 0; x < 800; x++)
{
argb[y][2 + x * 4] = rgb[y][0 + x * 3]; // R
argb[y][1 + x * 4] = rgb[y][1 + x * 3]; // G
argb[y][0 + x * 4] = rgb[y][2 + x * 3]; // B
argb[y][3 + x * 4] = 0; // A
}
}
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