GCC生成静态库和动态库

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1）阅读、理解和学习材料“用gcc生成静态库和动态库.pdf”和“静态库.a与.so库文件的生成与使用.pdf”，请在Linux系统(Ubuntu)下如实仿做一遍。

 2）在第一次作业的程序代码基础进行改编，除了x2x函数之外，再扩展写一个x2y函数（功能自定），main函数代码将调用x2x和x2y ；将这3个函数分别写成单独的3个 .c文件，并用gcc分别编译为3个.o 目标文件；将x2x、x2y目标文件用 ar工具生成1个 .a 静态库文件, 然后用 gcc将 main函数的目标文件与此静态库文件进行链接，生成最终的可执行程序，记录文件的大小。

二. Gcc不是一个人在战斗。请说明gcc编译工具集中各软件的用途，了解EFF文件格式。学习任务如下：

阅读、理解和学习材料“Linux GCC常用命令.pdf”和“GCC编译器背后的故事.pdf”，如实仿做一遍

三. 每一个程序背后都站着一堆优秀的代码库。通过学习opencv图像库编程，了解如何借助第三方库函数完成一个综合程序设计。“学了opencv，妈妈再不担忧你不会图像编程啦！”。

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1）阅读、理解和学习材料“用gcc生成静态库和动态库.pdf”和“静态库.a与.so库文件的生成与使用.pdf”，请在Linux系统(Ubuntu)下如实仿做一遍。

(1) 第 1 步：编辑生成例子程序 hello.h、hello.c 和 main.c。 先创建一个作业目录，保存本次练习的文件。 #mkdir test1 #cd test1

然后用 vim文本编辑器编辑生成所需要的 3 个文件

hello.h

#ifndef HELLO_H
#define HELLO_H
void hello(const char *name);
#endif //HELLO_H

hello.c

#include 
void hello(const char *name)
{
printf("Hello %s!\n", name);
}

main.c

#include "hello.h"
int main()
{
hello("everyone");
return 0;
}

(2) 第 2 步：将 hello.c 编译成.o 文件

无论静态库，还是动态库，都是由.o 文件创建的。因此，我们必须将源程序 hello.c 通过 g cc 先编译成.o 文件。在系统提示符下键入以下命令得到 hello.o 文件。 # gcc -c hello.c # 我们运行 ls 命令看看是否生存了 hello.o 文件。 # ls hello.c hello.h hello.o main.c # 在 ls 命令结果中，我们看到了 hello.o 文件，本步操作完成。 下面我们先来看看如何创建静态库，以及使用它。

(3) 第 3 步：由.o 文件创建静态库。
静态库文件名的命名规范是以 lib 为前缀，紧接着跟静态库名，扩展名为.a。例如：我们将
创建的静态库名为 myhello，则静态库文件名就是 libmyhello.a。在创建和使用静态库时，
需要注意这点。创建静态库用 ar 命令。在系统提示符下键入以下命令将创建静态库文件
libmyhello.a。
# ar -crv libmyhello.a hello.o
#
我们同样运行 ls 命令查看结果：
# ls
hello.c hello.h hello.o libmyhello.a main.c
#
ls 命令结果中有 libmyhello.a。

(4) 第 4 步：在程序中使用静态库。 静态库制作完了，如何使用它内部的函数呢？只需要在使用到这些公用函数的源程序中包 含这些公用函数的原型声明，然后在用 gcc 命令生成目标文件时指明静态库名，gcc 将会从 静态库中将公用函数连接到目标文件中。注意，gcc 会在静态库名前加上前缀 lib，然后追 加扩展名.a 得到的静态库文件名来查找静态库文件。 在程序 3:main.c 中，我们包含了静态库的头文件 hello.h，然后在主程序 main 中直接调用 公用函数 hello。下面先生成目标程序 hello，然后运行 hello 程序看看结果如何。

先生成 main.o： gcc -c main.c 再生成可执行文件： gcc -o hello main.o libmyhello.a 动态库连接时也可以这样做。 # ./hello Hello everyone!

(5) 第 5 步：由.o 文件创建动态库文件。 动态库文件名命名规范和静态库文件名命名规范类似，也是在动态库名增加前缀 lib，但其 文件扩展名为.so。例如：我们将创建的动态库名为 myhello，则动态库文件名就是 libmyh ello.so。用 gcc 来创建动态库。 在系统提示符下键入以下命令得到动态库文件 libmyhello.so。 # gcc -shared -fPIC -o libmyhello.so hello.o （-o 不可少）

(6) 第 6 步：在程序中使用动态库； 在程序中使用动态库和使用静态库完全一样，也是在使用到这些公用函数的源程序中包含 这些公用函数的原型声明，然后在用 gcc 命令生成目标文件时指明动态库名进行编译。我 们先运行 gcc 命令生成目标文件，再运行它看看结果。 # gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

 2）在第一次作业的程序代码基础进行改编，除了x2x函数之外，再扩展写一个x2y函数（功能自定），main函数代码将调用x2x和x2y ；将这3个函数分别写成单独的3个 .c文件，并用gcc分别编译为3个.o 目标文件；将x2x、x2y目标文件用 ar工具生成1个 .a 静态库文件, 然后用 gcc将 main函数的目标文件与此静态库文件进行链接，生成最终的可执行程序，记录文件的大小。

nano生成例子程序y1.c、y2.c、y.h、test.c，此处存于文件夹jingmove2（随便取文件名）

分别写入：
y1.c

#include
void print1(int arg){
printf("Y1 print arg:%d\n",arg);
}

y2.c

#include
void print2(char *arg){
printf("Y2 printf arg:%s\n", arg);
}

y.h

#ifndef Y_H
#define Y_H
void print1(int);
void print2(char *);
#endif

test.c

#include
#include "Y.h"
int main(){
print1(1);
print2("test");
exit(0);
}

2. 静态库.a文件的生成和使用
依次输入图示命令即可成功。

 

3. 共享库.so文件的生成和使用
依次输入图示命令：

这时出现错误，输入ldd test命令查看链接情况：
找不到对应的.so文件，移动.so文件位置：
成功！

4. 静动态库生成文件大小的比较

二. Gcc不是一个人在战斗。请说明gcc编译工具集中各软件的用途，了解EFF文件格式。学习任务如下：

阅读、理解和学习材料“Linux GCC常用命令.pdf”和“GCC编译器背后的故事.pdf”，如实仿做一遍

 GCC： GCC（GNU C Compiler）是编译工具。本文所要介绍的将 C/C++语言编写的程序 转换成为处理器能够执行的二进制代码的过程即由编译器完成。  Binutils： 一组二进制程序处理工具，包括：addr2line、ar、objcopy、objdump、as、ld、 ldd、readelf、 size 等。这 一组工具 是开发和 调试不可 缺少的工具 ，分别简 介 如下： (1) addr2line：用 来将程序 地址转 换成其所 对应的程 序源文 件及所对 应的代 码 行，也可以得到所对应的函数。该工具将帮助调试器在调试的过程中定位对 应的源代码位置。 (2) as：主要用于汇编，有关汇编的详细介绍请参见后文。 (3) ld：主要用于链接，有关链接的详细介绍请参见后文。 (4) ar：主要用于创建静态库。为了便于初学者理解，在此介绍动态库与静态库 的概念：  如果 要将 多个 .o 目标 文件 生成 一个 库文 件， 则存 在两 种类 型的 库， 一种 是 静态库，另一种是动态库。  在 windows 中 静态 库是 以 .lib 为 后缀 的文 件 ，共 享库 是以 .dll 为 后缀 的 文 件 。 在 linux 中 静 态 库 是 以 .a 为 后 缀 的 文 件 ， 共 享 库 是 以 .so 为 后 缀 的文件。  静 态 库 和 动 态 库 的 不 同 点 在 于 代 码 被 载 入 的 时 刻 不 同 。 静 态 库 的 代 码 在 编 译 过 程 中 已 经 被 载 入 可 执 行 程 序 ， 因 此 体 积 较 大 。 共 享 库 的 代 码 是 在 可 执 行 程 序 运 行 时 才 载 入 内 存 的 ， 在 编 译 过 程 中 仅 简 单 的 引 用 ， 因 此 代 码 体 积 较 小 。 在 Linux 系 统 中 ， 可 以 用 ldd 命 令 查 看 一 个 可 执 行 程 序 依 赖 的 共 享 库。  如 果 一 个 系 统 中 存 在 多 个 需 要 同 时 运 行 的 程 序 且 这 些 程 序 之 间 存 在 共 享 库，那么采用动态库的形式将更节省内存。 (5) ldd：可以用于查看一个可执行程序依赖的共享库。 (6) objcopy：将一种对象文件翻译成另一种格式，譬如将.bin 转换成.elf、或 者将.elf 转换成.bin 等。 (7) objdump：主要的作用是反汇编。有关反汇编的详细介绍，请参见后文。 (8) readelf：显示有关 ELF 文件的信息，请参见后文了解更多信息。 (9) size：列出可执行文件每个部分的尺寸和总尺寸，代码段、数据段、总大小 等，请参见后文了解使用 size 的具体使用实例。  C 运行库 C 语言标准主要由两部分组成：一部分描述 C 的语法，另一部分描述 C 标准库。 C 标准库定义了一组标准头文件，每个头文件中包含一些相关的函数、变量、类 型声明和宏定义，譬如常见的 printf 函数便是一个 C 标准库函数，其原型定义 在 stdio 头文件中。 C 语言标准仅仅定义了 C 标准库函数原型，并没有提供实现。因此，C 语言编译 器通常需要一个 C 运行时库（C Run Time Libray，CRT）的支持。C 运行时库又 常简称为 C 运行库。与 C 语言类似，C++也定义了自己的标准，同时提供相关支 持库，称为 C++运行时库。 （一）准备工作 由于 GCC 工具链主要是在 Linux 环境中进行使用，因此本文也将以 Linux 系统作 为工作环 境。为了能够 演示编译的整个 过程，先创建一 个工作目录 test0,然后 用文本编辑器生成一个 C 语言编写的简单 Hello.c 程序为示例，其源代码如下所 示：

#include 
//此程序很简单，仅仅打印一个 Hello World 的字符串。
int main(void)
{
printf("Hello World! \n");
return 0;
}

1.预处理 预处理的过程主要包括以下过程： (1) 将所有的#define 删除，并且展开所有的宏定义，并且处理所有的条件预编 译指令，比如#if #ifdef #elif #else #endif 等。 (2) 处理#include 预编译指令，将被包含的文件插入到该预编译指令的位置。 (3) 删除所有注释“//”和“/* */”。 (4) 添加行号和文件标识，以便编译时产生调试用的行号及编译错误警告行号。 (5) 保留所有的#pragma 编译器指令，后续编译过程需要使用它们。 使用 gcc 进行预处理的命令如下： $ gcc -E hello.c -o hello.i

2.编译 编译过程就是对预处理完的文件进行一系列的词法分析，语法分析，语义分析及 优化后生成相应的汇编代码。 使用 gcc 进行编译的命令如下： $ gcc -S hello.i -o hello.s // 将预处理生成的 hello.i 文件编译生成汇编程序 hello.s // GCC 的选项-S 使 GCC 在执行完编译后停止，生成汇编程序 上述命令生成的汇编程序 hello.s 的代码片段如下所示，其全部为汇编代码。 // hello.s 代码片段 main: .LFB0: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 movl $.LC0, %edi call puts movl $0, %eax popq %rbp .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc

三. 每一个程序背后都站着一堆优秀的代码库。通过学习opencv图像库编程，了解如何借助第三方库函数完成一个综合程序设计。“学了opencv，妈妈再不担忧你不会图像编程啦！”。

1.安装

去官网下载opencv，在本教程中选用的时opencv3.4.2，其他版本的配置方法异曲同工。

下载链接Releases - OpenCV，选择sources版本

更新源

  sudo apt update

安装更新包

 sudo apt-get install build-essential cmake git libgtk2.0-dev pkg-config libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libjasper
 

报错：无法定位到 libjasper软件包

 sudo add-apt-repository "deb http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security main"
sudo apt update
sudo apt-get install build-essential cmake git libgtk2.0-dev pkg-config libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libjasper

安装常用图像工具包
 sudo apt-get install libjpeg8-dev libtiff5-dev libjasper-dev libpng12-dev

2.4 安装视频I/O包
     sudo apt install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev

2.5 安装gtk2.0
 sudo apt install libgtk2.0-dev

2.6 优化函数包
sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran

3.解压下载下来的zip包,进入解压的文件夹中
unzip opencv-3.4.1.zip
 cd opencv-3.4.2/


4.安装完cmake之后执行命令 ,创建编译文件夹
mkdir build
 cd build/

5.cmake一下
sudo cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local -D PYTHON_DEFAULT_EXECUTABLE=$(which python3) -D WITH_TBB=ON -D WITH_EIGEN=ON ..

6.编译并执行

sudo make
sudo make install 

• 1
• 2

7.sudo make install 执行完毕后OpenCV编译过程就结束了，接下来就需要配置一些OpenCV的编译环境首先将OpenCV的库添加到路径，从而可以让系统找到
sudo gedit /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf 

执行此命令后打开的可能是一个空白的文件，不用管，只需要在文件末尾添加

/usr/local/lib  

执行如下命令使得刚才的配置路径生效

sudo ldconfig  
 

8.配置bash
sudo gedit /etc/bash.bashrc  
1
在最末尾添加

PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/local/lib/pkgconfig  
export PKG_CONFIG_PATH  
source ~/.bashrc
 

9.12.至此所有的配置都已经完成
下面用一个小程序测试一下

找到
cd到opencv-3.4.2/samples/cpp/example_cmake目录下
我们可以看到这个目录里官方已经给出了一个cmake的example我们可以拿来测试下
按顺序执行

cmake .
make
./opencv_example