linux下的C/C++编译环境构建(gcc make cmake 头文件目录 库文件目录)

下载安装GNU套件

sudo apt install gcc
sudo apt install g++
sudo apt install make 
sudo apt install cmake

其实一般linux都是默认安装了gnu套件的，我们可能需要安装一下cmake即可。

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因为c/c++项目的头文件包含目录，库文件目录都和文件系统有关，我们先了解一下linux的目录结构，看看linux都有哪些目录，每个目录中的主要内容是什么？

以下是对这些目录的解释：

• /bin：
  bin 是 Binaries (二进制文件) 的缩写, 这个目录存放着最经常使用的命令。

• /boot：
  这里存放的是启动 Linux 时使用的一些核心文件，包括一些连接文件以及镜像文件。

• /dev ：
  dev 是 Device(设备) 的缩写, 该目录下存放的是 Linux 的外部设备，在 Linux 中访问设备的方式和访问文件的方式是相同的。

• /etc：
  etc 是 Etcetera(等等) 的缩写,这个目录用来存放所有的系统管理所需要的配置文件和子目录。

• /home：
  用户的主目录，在 Linux 中，每个用户都有一个自己的目录，一般该目录名是以用户的账号命名的，如上图中的 alice、bob 和 eve。

• /lib：
  lib 是 Library(库) 的缩写这个目录里存放着系统最基本的动态连接共享库，其作用类似于 Windows 里的 DLL 文件。几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库。

• /lost+found：
  这个目录一般情况下是空的，当系统非法关机后，这里就存放了一些文件。

• /media：
  linux 系统会自动识别一些设备，例如U盘、光驱等等，当识别后，Linux 会把识别的设备挂载到这个目录下。

• /mnt：
  系统提供该目录是为了让用户临时挂载别的文件系统的，我们可以将光驱挂载在 /mnt/ 上，然后进入该目录就可以查看光驱里的内容了。

• /opt：
  opt 是 optional(可选) 的缩写，这是给主机额外安装软件所摆放的目录。比如你安装一个ORACLE数据库则就可以放到这个目录下。默认是空的。

• /proc：
  proc 是 Processes(进程) 的缩写，/proc 是一种伪文件系统（也即虚拟文件系统），存储的是当前内核运行状态的一系列特殊文件，这个目录是一个虚拟的目录，它是系统内存的映射，我们可以通过直接访问这个目录来获取系统信息。
  这个目录的内容不在硬盘上而是在内存里，我们也可以直接修改里面的某些文件，比如可以通过下面的命令来屏蔽主机的ping命令，使别人无法ping你的机器：

  echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all
  

• /root：
  该目录为系统管理员，也称作超级权限者的用户主目录。

• /sbin：
  s 就是 Super User 的意思，是 Superuser Binaries (超级用户的二进制文件) 的缩写，这里存放的是系统管理员使用的系统管理程序。

• /selinux：
  这个目录是 Redhat/CentOS 所特有的目录，Selinux 是一个安全机制，类似于 windows 的防火墙，但是这套机制比较复杂，这个目录就是存放selinux相关的文件的。

• /srv：
  该目录存放一些服务启动之后需要提取的数据。

• /sys：

  这是 Linux2.6 内核的一个很大的变化。该目录下安装了 2.6 内核中新出现的一个文件系统 sysfs 。

  sysfs 文件系统集成了下面3种文件系统的信息：针对进程信息的 proc 文件系统、针对设备的 devfs 文件系统以及针对伪终端的 devpts 文件系统。

  该文件系统是内核设备树的一个直观反映。

  当一个内核对象被创建的时候，对应的文件和目录也在内核对象子系统中被创建。

• /tmp：
  tmp 是 temporary(临时) 的缩写这个目录是用来存放一些临时文件的。

• /usr：
  usr 是 unix shared resources(共享资源) 的缩写，这是一个非常重要的目录，用户的很多应用程序和文件都放在这个目录下，类似于 windows 下的 program files 目录。

• /usr/bin：
  系统用户使用的应用程序。

• /usr/sbin：
  超级用户使用的比较高级的管理程序和系统守护程序。

• /usr/src：
  内核源代码默认的放置目录。

• /var：
  var 是 variable(变量) 的缩写，这个目录中存放着在不断扩充着的东西，我们习惯将那些经常被修改的目录放在这个目录下。包括各种日志文件。

• /run：
  是一个临时文件系统，存储系统启动以来的信息。当系统重启时，这个目录下的文件应该被删掉或清除。如果你的系统上有 /var/run 目录，应该让它指向 run。

在 Linux 系统中，有几个目录是比较重要的，平时需要注意不要误删除或者随意更改内部文件。

/etc： 上边也提到了，这个是系统中的配置文件，如果你更改了该目录下的某个文件可能会导致系统不能启动。

/bin, /sbin, /usr/bin, /usr/sbin: 这是系统预设的执行文件的放置目录，比如 ls 就是在 /bin/ls 目录下的。

值得提出的是，/bin, /usr/bin 是给系统用户使用的指令（除root外的通用户），而/sbin, /usr/sbin 则是给 root 使用的指令。

/var： 这是一个非常重要的目录，系统上跑了很多程序，那么每个程序都会有相应的日志产生，而这些日志就被记录到这个目录下，具体在 /var/log 目录下，另外 mail 的预设放置也是在这里。

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了解了linux系统的文件目录之后，我们需要了解

• gcc编译时头文件的查找目录，库文件查找目录包括哪些？
• linux系统下c/c++的头文件目录，库文件目录在哪？
• linux下还有哪些库函数我们可以使用，文件目录在哪？
• 我们编译的开源库的头文件和库文件应该放到那个目录下？
• 怎么添加生成好的库文件和头文件到gcc的查找目录？
• 在linux下编译使用gcc、make、cmake
• 添加gcc头文件和库文件搜寻路径的三种方法

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gcc编译时头文件的查找目录，库文件查找目录包括哪些？

程序编译时，头文件的搜寻路径有哪些？

编译时，头文件的搜寻路径的配置有以下方法：（具体使用可参见实例一章的描述）

(1) 编译时使用“gcc –I incpath”指定头文件搜寻路径。
(2) 编译时使用环境变量 “C_INCLUDE_PATH”指定头文件搜寻路径。
(3) 编译时使用gcc的默认头文件搜寻路径。
常用头文件目录的说明：

(1)、/usr/src/linux/include：
/usr/src/linux/是内核源码路径，/usr/src/linux/include包含的是内核头文件，一般在编译模块时使用。

(2)、/usr/include
/usr/include路径主要是glibc的头文件，是用来编译用户态文件的。但是/usr/include其中也包含内核头文件所需的linux/、asm/文件夹，但是这两个文件夹主要是用来做一些兼容性用的，真正用到内核头文件还是要用/usr/src/linux/include。

使用下面的命令可以查询gcc编译时查找的头文件目录，库文件目录

echo | g++ -v -x c++ -E -

Using built-in specs.
COLLECT_GCC=g++
OFFLOAD_TARGET_NAMES=nvptx-none:hsa
OFFLOAD_TARGET_DEFAULT=1
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04' --with-bugurl=file:///usshare/doc/gcc-9/README.Bugs --enable-languages=c,ada,c++,go,brig,d,fortran,objc,obj-c++,gm2 --prefix=/usr --wi-gcc-major-version-only --program-suffix=-9 --program-prefix=x86_64-linux-gnu- --enable-shared --enable-linkeruild-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --libdir=/usr/lib --enable-nls-enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --with-default-libstdcxx-abi=new --enle-gnu-unique-object --disable-vtable-verify --enable-plugin --enable-default-pie --with-system-zlib --with-taet-system-zlib=auto --enable-objc-gc=auto --enable-multiarch --disable-werror --with-arch-32=i686 --with-abi=m --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --enable-multilib --with-tune=generic --enable-offload-targets=nvptx-none=/ild/gcc-9-HskZEa/gcc-9-9.3.0/debian/tmp-nvptx/usr,hsa --without-cuda-driver --enable-checking=release --build=6_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 9.3.0 (Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04) 
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-E' '-shared-libgcc' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/cc1plus -E -quiet -v -imultiarch x86_64-linux-gnu -D_GNU_SOURCE - -mtune=genec -march=x86-64 -fasynchronous-unwind-tables -fstack-protector-strong -Wformat -Wformat-security -fstack-clashrotection -fcf-protection
ignoring duplicate directory "/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/9"
ignoring nonexistent directory "/usr/local/include/x86_64-linux-gnu"
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/include-fixed"
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/../../../../x86_64-linux-gnu/include"
#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
 /usr/include/c++/9
 /usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/9
 /usr/include/c++/9/backward
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/include
 /usr/local/include
 /usr/include/x86_64-linux-gnu
 /usr/include
End of search list.
# 1 ""
# 1 ""
# 1 ""
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "" 2
# 1 ""
COMPILER_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/
LIBRARY_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/../../../x86_64-linux-gnu/:/usr/b/gcc/x86_64-linux-gnu/9/../../../../lib/:/lib/x86_64-linux-gnu/:/lib/../lib/:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/:/usr/b/../lib/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/../../../:/lib/:/usr/lib/
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-E' '-shared-libgcc' '-mtune=generic' '-march=x86-64'

从上面的输出信息可以看到，头文件查找目录为：

 /usr/include/c++/9
 /usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/9
 /usr/include/c++/9/backward
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/include
 /usr/local/include
 /usr/include/x86_64-linux-gnu
 /usr/include

库文件查找目录为：

/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/../../../x86_64-linux-gnu/
/usr/b/gcc/x86_64-linux-gnu/9/../../../../lib/
/lib/x86_64-linux-gnu/
/lib/../lib/
/usr/lib/x86_64-linux-gnu/
/usr/b/../lib/
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/../../../
/lib/
/usr/lib/

linux系统下c/c++的头文件目录，库文件目录在哪？

标准C语言的头文件目录：/usr/include

标准C语言的库文件目录： /usr/lib

linux下还有哪些库函数我们可以使用，文件目录在哪？

和头文件库文件查找目录一致，里面的都是可以使用的。

我们编译的开源库的头文件和库文件应该放到那个目录下？

我们在编译某个软件或者开源库的时候，我们一般都会有下面两个编译命令

make 
make install

make 是产生可执行文件或者库文件

make install则是把生成的执行文件或库文件和头文件复制到gcc编译器默认查找的目录下。

默认库文件安装在/usr/local/lib 头文件安装在/usr/local/include —>安装要root权限。

具体make 、make install执行了哪些功能，可以查看makefile。

因此开源库的头文件和库文件目录为：

/usr/local/lib 
/usr/local/include 

怎么添加生成好的库文件和头文件到gcc的查找目录？

我们可以将我们的头文件和库文件复制到gcc默认查找的头文件路径和库文件路径中，但是这样会有一个缺点，就是当我们项目逐渐变多，管理起来会很麻烦。

因此我们可以使用另一种方法，使用export命令来临时添加头文件和库文件的搜寻路径。

C_INCLUDE_PATH(for C header files)和CPLUS_INCLUDE_PATH(for C++ header files)的环境变量是指明头文件的搜索路径，此两个环境变量指明的头文件会在-I指定路径之后，系统默认路径之前进行搜索。

LIBRARY_PATH指明库搜索路径，此环境变量指明路径会在-L指定路径之后，系统默认路径之前被搜索。

LD_LIBRARY_PATH环境变量用于在***程序加载运行期间***查找动态链接库时指定除了系统默认路径之外的其他路径，注意，LD_LIBRARY_PATH中指定的路径会在系统默认路径之前进行查找。

#在PATH中找到可执行文件程序的路径。
export PATH =$PATH:$HOME/bin

#gcc找到头文件的路径
C_INCLUDE_PATH=/usr/include/libxml2:/MyLib
export C_INCLUDE_PATH

#g++找到头文件的路径
CPLUS_INCLUDE_PATH=$CPLUS_INCLUDE_PATH:/usr/include/libxml2:/MyLib
export CPLUS_INCLUDE_PATH

#找到动态链接库的路径
LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/MyLib
export LD_LIBRARY_PATH

#找到静态库的路径
LIBRARY_PATH=$LIBRARY_PATH:/MyLib
export LIBRARY_PATH

可以用下面的命令查看 LD_LIBRAY_PATH 的设置内容：
$ echo $LD_LIBRARY_PATH

在linux下编译使用gcc、make、cmake

c/c++项目只要使用gcc编译器来编译，最重要的是编译规则，我们可以直接一条一条输编译命令，我们也可以使用makefile来管理，也可以通过cmake来管理。

最简单的是使用cmake来管理，通过cmake产生makefile，通过makefile里面的编译规则产生最终的可执行文件或库文件。

这是我写的gcc教程：gcc编译多文件项目（包含静态库和动态库）

我们其实也可以在gcc命令中加入搜寻路径

#下面是在gcc命令中手动设置搜索路径：
#添加头文件搜索路径
# gcc foo.c -I /home/xiaowp/include -o foo

 #添加动态库搜索路径
# gcc foo.c -L /home/xiaowp/lib -lfoo -o foo

 #添加静态库搜索路径
# gcc foo.c -L /home/xiaowp/lib -static -lfoo -o foo

gcc和makefile教程：gcc和makefile用法总结(建议收藏)

cmake教程：gcc编译到makefile到CMakeLists.txt编译详解

添加gcc头文件和库文件搜寻路径的三种方法

通过上面的总结我们知道了gcc编译时设置头文件和库文件搜寻路径的三种方法。

1. 直接在gcc中添加头文件库文件路径参数
2. 使用export命令将头文件库文件路径添加到gcc搜寻路径中
3. 将头文件库文件复制到gcc默认搜寻路径中