Linux下C編程基礎之：gcc編譯器

（4）鏈接階段。

在成功編譯之后，就進入了鏈接階段。這里涉及一個重要的概念：函數庫。

讀者可以重新查看這個小程序，在這個程序中并沒有定義“printf”的函數實現，且在預編譯中包含進的“stdio.h”中也只有該函數的聲明，而沒有定義函數的實現，那么，是在哪里實現“printf”函數的呢？最后的答案是：系統把這些函數的實現都放到名為libc.so.6的庫文件中去了，在沒有特別指定時，gcc會到系統默認的搜索路徑“/usr/lib”下進行查找，也就是鏈接到libc.so.6函數庫中去，這樣就能調用函數“printf”了，而這也正是鏈接的作用。

函數庫有靜態庫和動態庫兩種。靜態庫是指編譯鏈接時，將庫文件的代碼全部加入可執行文件中，因此生成的文件比較大，但在運行時也就不再需要庫文件了。其后綴名通常為“.a”。動態庫與之相反，在編譯鏈接時并沒有將庫文件的代碼加入可執行文件中，而是在程序執行時加載庫，這樣可以節省系統的開銷。一般動態庫的后綴名為“.so”，如前面所述的libc.so.6就是動態庫。gcc在編譯時默認使用動態庫。

完成了鏈接之后，gcc就可以生成可執行文件，如下所示。

[root@localhostgcc]#gcchello.o–ohello

運行該可執行文件，出現的正確結果如下。

[root@localhostgcc]#./hello

Hello!Thisisourembeddedworld!

3.3.2gcc編譯選項分析

gcc有超過100個可用選項，主要包括總體選項、告警和出錯選項、優化選項和體系結構相關選項。以下對每一類中最常用的選項進行講解。

（1）常用選項。

gcc的常用選項如表3.7所示，很多在前面的示例中已經有所涉及。

表3.7 gcc常用選項列表

前一小節已經講解了“-c”、“-E”、“-o”、“-S”選項的使用方法，在此主要講解另外2個非常常用的庫依賴選項“-Idir”。

n “-Idir”

正如上表中所述，“-Idir”選項可以在頭文件的搜索路徑列表中添加dir目錄。由于Linux中頭文件都默認放到了“/usr/include/”目錄下，因此，當用戶希望添加放置在其他位置的頭文件時，就可以通過“-Idir”選項來指定，這樣，gcc就會到相應的位置查找對應的目錄。

比如在“/root/workplace/gcc”下有兩個文件：

/*hello1.c*/

#includemy.h>

intmain()

{

printf(Hello!!n);

return0;

}

/*my.h*/

#includestdio.h>

這樣，就可在gcc命令行中加入“-I”選項：

[root@localhostgcc]gcchello1.c–I/root/workplace/gcc/-ohello1

這樣，gcc就能夠執行出正確結果。

（2）庫選項。

gcc庫選項如表3.8所示。

表3.8 gcc庫選項列表

我們通常需要將一些常用的公共函數編譯并集成到二進制文件（Linux的ELF格式文件），以便其他程序可重復地使用該文件中的函數，此時將這種文件叫做函數庫，使用函數庫不僅能夠節省很多內存和存儲器的空間資源，而且更重要的是大大降低開發難度和開銷，提高開發效率并增強程序的結構性。實際上，在Linux中的每個程序都會鏈接到一個或者多個庫。比如使用C函數的程序會鏈接到C運行時庫，Qt應用程序會鏈接到Qt支持的相關圖形庫等。

函數庫有靜態庫和動態庫兩種，靜態庫是一系列的目標文件（.o文件）的歸檔文件（文件名格式為libname.a），如果在編譯某個程序時鏈接靜態庫，則鏈接器將會搜索靜態庫，從中提取出它所需要的目標文件并直接復制到該程序的可執行二進制文件(ELF格式文件)之中；動態庫（文件名格式為libname.so[.主版本號.次版本號.發行號]）在程序編譯時并不會被鏈接到目標代碼中，而是在程序運行時才被載入。

下面舉一個簡單的例子，講解如何怎么創建和使用這兩種函數庫。

首先創建unsgn_pow.c文件，它包含unsgn_pow()函數的定義，具體代碼如下所示。

/*unsgn_pow.c：庫程序*/

unsignedlonglongunsgn_pow(unsignedintx,unsignedinty)

{

unsignedlonglongres=1;

if(y==0)

{

res=1;

}

elseif(y==1)

{

res=x;

}

else

{

res=x*unsgn_pow(x,y-1);

}

returnres;

}

然后創建pow_test.c文件，它會調用unsgn_pow()函數。

/*pow_test.c*/

#includestdio.h>

#includestdlib.h>

intmain(intargc,char*argv[])

{

unsignedintx,y;

unsignedlonglongres;

if((argc3)||(sscanf(argv[1],%u,x)!=1)

||(sscanf(argv[2],%u,y))!=1)

{

printf(Usage:powbaseexponentn);

exit(1);

}

res=unsgn_pow(x,y);

printf(%u^%u=%un,x,y,res);

exit(0);

}