2012-04-23 21:23 關於GCC參數及庫鏈接的方式

GCC的常用參數如下：
-shared：指定生成動態鏈接庫。
-static：鏈接靜態庫，生成靜態可執行文件，同樣可以鏈接動態庫，生成靜態可執行文件
-fPIC：表示編譯爲位置獨立的代碼，用於編譯共享庫。
-L：表示要連接的庫在後接目錄中。
-l：指定鏈接時需要的庫。可以指定靜態或動態庫，但是若有同名的靜態和動態庫，比如libtest.so libtest.a需要額外參數,庫名爲-ltest
-I 指定包含的頭文件目錄
-WI,-Bstatic 指定使用靜態庫鏈接
-WI,-Bdynamic 制定使用動態庫鏈接，當然在只有動態或靜態庫時，上面兩個參數可以不需要
-Wall：生成所有警告信息。
-O，優化等級，嵌入式linux一般使用的-O2
-ggdb：此選項將儘可能的生成gdb的可以使用的調試信息。
-g：編譯器在編譯的時候產生調試信息。
-c：只激活預處理、編譯和彙編,也就是把程序做成目標文件(.o文件)。還有-S -E等選項
-Wl,options：把參數(options)傳遞給鏈接器ld。如果options中間有逗號,就將options分成多個選項,然後傳遞給鏈接程序。
關於-I -L -l -include的說明
爲什麼會出現undefined reference to 'xxxxx'錯誤？
首先這是鏈接錯誤，不是編譯錯誤，也就是說如果只有這個錯誤，說明你的程序源碼本
身沒有問題，是你用編譯器編譯時參數用得不對，你沒有指定鏈接程序要用到得庫，比如你的程序裏用到了一些數學函數，那麼你就要在編譯
參數裏指定程序要鏈接數學庫，方法是在編譯命令行里加入-lm。

l參數和-L參數
-l參數就是用來指定程序要鏈接的庫，-l參數緊接着就是庫名，那麼庫名跟真正的庫文件名有什麼關係呢？
就拿數學庫來說，他的庫名是m，他的庫文件名是libm.so，很容易看出，把庫文件名的頭lib和尾.so去掉就是庫名了。
如果我們自已要用到一個第三方提供的庫名字叫libtest.so，那麼我們只要把libtest.so拷貝到/usr/lib裏編譯時加上-ltest參數，
我們就能用上libtest.so庫了，當然要用libtest.so庫裏的函數，我們還需要與libtest.so配套的頭文件。
放在/lib和/usr/lib和/usr/local/lib裏的庫直接用-l參數就能鏈接了，但如果庫文件
沒放在這三個目錄裏，而是放在其他目錄裏，這時我們只用-l參數的話，鏈接還是會出錯，出錯信息大概是：“/usr/bin/ld: cannot find
-lxxx”，也就是鏈接程序ld在那3個目錄裏找不到libxxx.so，這時另外一個參數-L就派上用場了，-L參數跟着的是庫文件所在的目錄名。
比如我們把libtest.so放在/aaa/bbb/ccc目錄下，那鏈接參數就是-L/aaa/bbb/ccc -ltest

另外，大部分libxxxx.so只是一個鏈接，而真的庫帶有版本號,如果沒有這樣的鏈接，還是會出錯，
因爲ld只會找libxxxx.so，所以如果你要用到xxxx庫，而只有libxxxx.so.x或者libxxxx-x.x.x.so，做一
個鏈接就可以了ln -s libxxxx-x.x.x.so libxxxx.so


-include和-I參數
-include用來包含頭文件，但一般情況下包含頭文件都在源碼裏用#include xxxxxx實現
，-include參數很少用。在Makefile中-include是包含文件，如果該文件不存在就跳過

-I參數是用來指定頭文件目錄，/usr/include目錄一般是不用指定的，gcc知道去那裏找，但是如果頭文件不在/usr/i
nclude裏我們就要用-I參數指定了，比如頭文件放
在/myinclude目錄裏，那編譯命令行就要加上-I/myinclude參數了，如果不加你會得到
一個"xxxx.h: No such file or directory"的錯誤。


庫鏈接方式：

1.靜態鏈接時，程序運行時不需要庫，
2.動態鏈接時，程序需要共享庫，但如果加參數-static時，雖然鏈接時是動態庫，但運行時也不需要庫了。

庫的製作：
靜態庫：
1.gcc -c test.c #生成目標文件
2.ar -cqs libtest.a test.o #創建靜態庫
3.gcc main.c -o main -static -L. -ltest #鏈接靜態庫，生成可執行文件

動態庫：
1.gcc test.c -fPIC -shared -o libtest.so
2.gcc main.c -L. -ltest -o main

庫的使用：
當要使用靜態的程序庫時，連接器會找出程序所需的函數，然後將它們拷貝到執行文件，由於這種拷貝是完整的，
所以一旦連接成功，靜態程序庫也就不再需要了。然 而，對動態庫而言，就不是這樣。動態庫會在執行程序內留下
一個標記‘指明當程序執行時，首先必須載入這個庫。由於動態庫節省空間，linux下進行連接的缺省操作是首先連接
動態庫，也就是說，如果同時存在靜態和動態庫，不特別指定的話，將與動態庫相連接。如果要使用靜態庫，則需要傳遞
-WI,-Bstatic參數給ld
如果要和多個庫相連接，而每個庫的連接方式不一樣，比如程序既要和libhello進行靜態連接，又要和libbye進行動態連接，其命令應爲：
$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello -WI,-Bdynamic -lbye





庫的查找：
  庫文件在連接（靜態庫和動態庫）和運行（僅限於使用動態庫的程序）時被使用，其搜索路徑是在系統中進行設置的。一般 Linux 系統把 /lib 。/usr/lib。/usr/local/lib 目錄作爲默認的庫搜索路徑，所以使用這幾個目錄中的庫時不需要進行設置搜索路徑即可直接使用。對於處於默認庫搜索路徑之外的庫，需要將庫的位置添加到 庫的搜索路徑之中。
一·鏈接時：
關於系統庫的路徑：
動態庫：
1)在bashrc或profile文件裏用LD_LIBRARY_PATH定義，然後用source加載，庫作用的範圍不同

2)把庫路徑添加到ld.so.conf文件中，然後用ldconfig加載。

3)ldconfig /my_lib/lib，僅能暫時性使用，若下次ldconfig時此目錄下的動態鏈接庫就不能被共享了。

4）直接複製庫到到/usr/lib和/lib，/usr/local/lib目錄下。
靜態庫：任意，在鏈接時指定即可，因爲運行不需要


但以上方法都修改了主機本地的環境，在交叉編譯中常常不建議這麼做。而是使用pkg-config
pkg-config基本思想：
    事先把庫的位置信息等保存起來，需要的時候再通過特定的工具將其中有用的信息提取出來供編譯和連接使用。
這樣，就可以做到編譯和連接界面的一致性。其中，目前最爲常用的庫信息提取工具就是下面介紹的 pkg-config，這是比較安全也是
通用性強的庫查找方法，linux下大多使用該pkg-config來查找庫。
在/usr/lib/pkgconfig目錄下包含了許多.pc的文件。該目錄就是pkg-config默認的搜索路徑，內容大致如下
prefix=/usr
exec_prefix=${prefix}
libdir=${exec_prefix}/lib
includedir=${prefix}/include

glib_genmarshal=glib-genmarshal
gobject_query=gobject-query
glib_mkenums=glib-mkenums

Name: GLib
Description: C Utility Library
Version: 2.12.11
Libs: -L${libdir} -lglib-2.0
Cflags: -I${includedir}/glib-2.0 -I${libdir}/glib-2.0/include

在編譯安裝一個庫後，標準的目錄應該是這樣子：一個lib和一個include目錄
其中lib目錄下有.a或.so 和一個pkgconfig目錄，在該目錄下就存在一個.pc文件，將該文件放進/usr/lib/pkgconfig
後就可以只用pkg-config --list --libs --cflags命令了。
當然也可以聲明PKG_CONFIG_PATH該環境變量，pkg-config就會默認先解析該環境變量指定目錄
其他程序鏈接時需要該庫，就可以使用pkg-config自動加載庫了。在嵌入式中，主機和目標板系統不同，軟件不能混放，
容易引起系統軟件崩潰。
$ gcc main.c -o main.c `pkg-config --cflags --libs GLib`

可以看到：由於使用了 pkg-config 工具來獲得庫的選項，所以不論庫安裝在什麼目錄下，都可以使用相同的編譯和連接命令，帶來了編譯和連接界面的統一

使用 pkg-config 工具提取庫的編譯和連接參數有兩個基本的前提：

    庫本身在安裝的時候必須提供一個相應的 .pc 文件。不這樣做的庫說明不支持 pkg-config 工具的使用。
    pkg-config 必須知道要到哪裏去尋找此 .pc 文件。


安裝完 Glib 後，在 bash 中應該進行如下設置：

$ export PKG_CONFIG_PATH=/opt/Glib/lib/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH

可以執行下面的命令檢查是否 /opt/Glib/lib/pkgconfig 路徑已經設置在 PKG_CONFIG_PATH 環境變量中：

$ echo $PKG_CONFIG_PATH

這樣設置之後，使用 Glib 庫的其它程序或庫在編譯的時候 pkg-config 就知道首先要到 /opt/Glib/lib/pkgconfig 這個目錄中去尋找 glib-2.0.pc 了
另外還需要注意的是：環境變量的設置只對當前的終端窗口有效。

二·運行時

1.在環境變量 LD_LIBRARY_PATH 中指明庫的搜索路徑。
2.在 /etc/ld.so.conf 文件中添加庫的搜索路徑。
 添加方法也極其簡單，將庫文件的絕對路徑直接寫進去就OK了，一行一個。例如：

/usr/X11R6/lib

/usr/local/lib

/opt/lib

  需要注意的是：第二種搜索路徑的設置方式對於程序連接時的庫（包括共享庫和靜態庫）的定位已經足夠了，但是對於使用了共享庫的程序的執行還是不夠的。這是 因爲爲了加快程序執行時對共享庫的定位速度，避免使用搜索路徑查找共享庫的低效率，所以是直接讀取庫列表文件 /etc/ld.so.cache 從中進行搜索的。/etc/ld.so.cache 是一個非文本的數據文件，不能直接編輯，它是根據 /etc/ld.so.conf 中設置的搜索路徑由 /sbin/ldconfig 命令將這些搜索路徑下的共享庫文件集中在一起而生成的（ldconfig 命令要以 root 權限執行）。因此，爲了保證程序執行時對庫的定位，在 /etc/ld.so.conf 中進行了庫搜索路徑的設置之後，還必須要運行 /sbin/ldconfig 命令更新 /etc/ld.so.cache 文件之後纔可以。ldconfig ,簡單的說，它的作用就是將/etc/ld.so.conf列出的路徑下的庫文件 緩存到/etc/ld.so.cache 以供使用。因此當安裝完一些庫文件，(例如剛安裝好glib)，或者修改ld.so.conf增加新的庫路徑後，需要運行一下 /sbin/ldconfig使所有的庫文件都被緩存到ld.so.cache中，如果沒做，即使庫文件明明就在/usr/lib下的，也是不會被使用 的.

      在程序連接時，對於庫文件（靜態庫和共享庫）的搜索路徑，除了上面的設置方式之外，還可以通過 -L 參數顯式指定。因爲用 -L 設置的路徑將被優先搜索，所以在連接的時候通常都會以這種方式直接指定要連接的庫的路徑。