GCC、glibc和GNU C的关系

名称	比喻	功能描述
GCC	厨师/翻译机器	把食谱（C 代码）翻译成可执行的菜（机器码程序）
glibc	厨房工具/原料箱	C 语言的标准库提供刀、锅、调料（库函数）供厨师使用，不需要自己去造锅
GNU C	食谱语言版本	厨师用的食谱语言（C 语言的 GNU 版本），可以写标准菜，也可以用特色调料（GNU 扩展）

C语言的编译过程

以hello.c和main.c两个源文件做示范

预处理

将两个源文件预处理成.i文件（理解成intermediate或者initial）。
展开头文件，展开宏，删除注释
gcc -E hello.c -o hello.i
gcc -E main.c -o main.i

编译

将.i文件编译成.s文件（soure）。
C语言 --> 汇编语言
gcc -S hello.c -o hello.s
gcc -S main.c -o main.s

汇编

将.s文件汇编成.o文件（object）。
汇编语言 --> 机器码
gcc -c hello.s -o hello.o
gcc -c main.s -o main.o

链接

把多个 .o 文件合并，生成可执行文件 main。
把机器码组合成完整程序，可直接运行
gcc main.o hello.o -o main

静态链接

编译时就把所有依赖的库函数的机器码 直接拷贝进可执行文件。
生成的可执行文件 不依赖外部库文件，可以独立运行。

gcc -static hello.o main.o -o main

动态链接

方式1：gcc默认就是动态链接

方式2：我们可以将自己写的那部分源文件对应的.o文件编译成动态库，目的就是为了方便代码复用。
将hello.o编译成动态库libhello.so:
gcc -fPIC -shared -o libhello.so hello.o
然后生成可执行文件main:
gcc main.o -L ./ -lhello -o main

Q：-lhello给的是hello，怎么会找到libhello.so呢?
A：按照惯例，-lxxx 会被解释为 查找库文件：libhello.so 或者 libhello.a

小问题：但是直接执行main文件会报错：cannot open shared object file: No such file or directory。是运行时找不到动态库 (.so) 引起的
方法一：设置环境变量 LD_LIBRARY_PATH

export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH

. 表示当前目录
运行程序时告诉系统去当前目录找动态库

注意：直接LD_LIBRARY_PATH=/home/dante/develop/也是可以的，但是这种写法只对当前命令有效，不像 export 那样修改了环境变量供后续命令使用。这就意味着需要这样写才能执行main文件：LD_LIBRARY_PATH=/home/dante/develop/ ./main

方法二：在编译时指定 rpath

gcc main.o -L. -lhello -Wl,-rpath=. -o main

-Wl,-rpath=. 告诉可执行文件 运行时去当前目录找动态库

这样就不需要每次设置环境变量

-L和-Wl,-rpath=.的区别
一个是编译时找库和另一个是运行时找库

方法三：把动态库复制到系统库路径

sudo cp libhello.so /usr/local/lib/
sudo ldconfig

让操作系统默认能找到库
ldconfig 刷新动态库缓存

混合链接

某些库静态链接，而其他库动态链接。这种方式结合了静态链接和动态链接的优点。

将hello.o编译成静态库libhello.a
ar crv libhello.a hello.o

如果相同目录下同时存在hello的静态库和动态库文件，链接时会默认选择动态链接

利用静态库生成可执行的main文件
gcc main.o -L ./ -lhello -o mian
-lhello表示链接libhello.a文件。注意这里要去掉开头的lib前缀和结尾的.a后缀

问题思考

Q：为什么不能将main.o编译成动态库或者静态库呢，为什么一直在讨论hello.o？

A：main.o 和 hello.o 的角色不同

• hello.o
  是你自己写的库代码
  可以被多个程序复用（比如 main.c、test.c 都想用 print_hello）
  所以它可以编译成 静态库 .a 或 动态库 .so
  这样做的意义是 代码复用、减少重复编译、灵活升级

• main.o
  是具体的应用程序入口，包含 main() 函数
  每个可执行程序都有唯一的 main()
  没有其他程序会去调用它，所以 编译成库没有意义