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GCC如何创建和使用静态链接库

2020年02月06日 云计算 ⁄ 共 2464字 ⁄ 字号 评论关闭

  Linux 下的静态链接库是以.a结尾的二进制文件,它作为程序的一个模块,在链接期间被组合到程序中。和静态链接库相对的是动态链接库(.so文件),它在程序运行阶段被加载进内存。

  制作链接库的目的是希望别人使用我们已经实现的功能,但又不希望别人看到我们的源代码,这对商业机构是非常友好的。

  Linux 下静态链接库文件的命名规则为:

  libxxx.a

  xxx 表示库的名字。例如,libc.a、libm.a、libieee.a、libgcc.a 都是 Linux 系统自带的静态库。

  GCC 生成静态链接库

  1) 首先使用 gcc 命令把源文件编译为目标文件,也即.o文件:

  gcc -c 源文件列表

  -c选项表示只编译,不链接,我们已在《GCC -c选项》中进行了讲解。

  2) 然后使用 ar 命令将.o文件打包成静态链接库,具体格式为:

  ar rcs + 静态库文件的名字 + 目标文件列表

  ar 是 Linux 的一个备份压缩命令,它可以将多个文件打包成一个备份文件(也叫归档文件),也可以从备份文件中提取成员文件。ar 命令最常见的用法是将目标文件打包为静态链接库。

  对参数的说明:

  参数 r 用来替换库中已有的目标文件,或者加入新的目标文件。

  参数 c 表示创建一个库。不管库否存在,都将创建。

  参数 s 用来创建目标文件索引,这在创建较大的库时能提高速度。

  例如,下面的写法表示将目标文件 a.o、b.o 和 c.o 打包成一个静态库文件 libdemo.a:

  ar rcs libdemo.a a.o b.o c.o

  实例演示

  在用户主目录(home 目录)下创建一个文件夹 test,将 test 作为整个项目的基础目录。在 test 目录中再创建四个源文件,分别是 add.c、sub.c、div.c 和 test.h。

  add.c 实现两个数相加,代码展示如下:

  #include “test.h”

  int add(int a,int b)

  {

  return a + b;

  }

  sub.c 实现两个数相减,代码展示如下:

  #include “test.h”

  int sub(int a,int b)

  {

  return a - b;

  }

  div.c 实现两个函数相除,代码展示如下:

  #include “test.h”

  int div(int a,int b)

  {

  return a / b;

  }

  还有一个 test.h 头文件,用来声明三个函数,代码展示如下:

  #ifndef __TEST_H_

  #define __TEST_H_

  int add(int a,int b);

  int sub(int a,int b);

  int div(int a,int b);

  #endif

  接下来,我们就将以上代码制作成静态链接库。

  首先将所有源文件都编译成目标文件:

  gcc -c *.c

  *.c表示所有以.c结尾的文件,也即所有的源文件。执行完该命令,会发现 test 目录中多了三个目标文件,分别是 add.o、sub.o 和 div.o。

  然后把所有目标文件打包成静态库文件:

  ar rcs libtest.a *.o

  *.o表示所有以.o结尾的文件,也即所有的目标文件。执行完该命令,发现 test 目录中多了一个静态库文件 libtest.a,大功告成。

  下面是完整的生成命令:

  [www.xuebuyuan.com ~]$ cd test

  [www.xuebuyuan.com test]$ gcc -c *.c

  [www.xuebuyuan.com test]$ ar rcs libtest.a *.o

  GCC 使用静态链接库

  使用静态链接库时,除了需要库文件本身,还需要对应的头文件:库文件包含了真正的函数代码,也即函数定义部分;头文件包含了函数的调用方法,也即函数声明部分。

  为了使用上面生成的静态链接库 libtest.a,我们需要启用一个新的项目。在用户主目录(home 目录)中再创建一个文件夹 math,将 math 作为新项目的基础目录。

  在比较规范的项目目录中,lib 文件夹一般用来存放库文件,include 文件夹一般用来存放头文件,src 文件夹一般用来存放源文件,bin 文件夹一般用来存放可执行文件。为了规范,我们将前面生成的 libtest.a 放到 math 目录下的 lib 文件夹,将 test.h 放到 math 目录下的 include 文件夹。

  在 math 目录下再创建一个 src 文件夹,在 src 中再创建一个 main.c 源文件。

  此时 math 目录中文件结构如下所示:

  |-- include

  | `-- test.h

  |-- lib

  | `-- libtest.a

  `-- src

  `-- main.c

  在 main.c 中,可以像下面这样使用 libtest.a 中的函数:

  #include < stdio.h>

  #include " test.h" //必须引入头文件

  int main(void)

  {

  int m, n;

  printf("Input two numbers: ");

  scanf("%d %d", &m, &n);

  printf("%d+%d=%d\n", m, n, add(m, n));

  printf("%d-%d=%d\n", m, n, sub(m, n));

  printf("%d÷%d=%d\n", m, n, div(m, n));

  return 0;

  }

  在编译 main.c 的时候,我们需要使用-I(大写的字母i)选项指明头文件的包含路径,使用-L选项指明静态库的包含路径,使用-l(小写字母L)选项指明静态库的名字。所以,main.c 的完整编译命令为:

  gcc src/main.c -I include/ -L lib/ -l test -o math.out

  注意,使用-l选项指明静态库的名字时,既不需要lib前缀,也不需要.a后缀,只能写 test,GCC 会自动加上前缀和后缀。

  打开 math 目录,发现多了一个 math.out 可执行文件,使用./math.out命令就可以运行 math.out 进行数学计算。

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