目錄

前言

一、程序的翻譯過程

1、預(yù)編譯

2、編譯

3、匯編

4、鏈接

（1）鏈接做了什么

（2）動態(tài)鏈接

（3）靜態(tài)鏈接

（4）如何使用gcc進(jìn)行動態(tài)鏈接和靜態(tài)鏈接

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前言

????????本章主要帶著大家一起學(xué)習(xí)Linux下編譯C/C++的工具，以及關(guān)于動靜態(tài)庫的一些基礎(chǔ)知識；

一、程序的翻譯過程

? ? ? ? 我們的C語言和C++編寫出的程序?qū)儆诜g型程序，此處以C語言為例，分析程序翻譯過程；

1、預(yù)編譯

????????當(dāng)我們寫完一個C語言程序時，首先，我們需要進(jìn)行預(yù)編譯操作；預(yù)編譯主要將頭文件展開、宏替換、條件編譯與去注釋；我們可使用下列指令生成我們的預(yù)編譯完的文件（以.i為結(jié)尾的文件后綴）；

gcc -o?生成文件名.i? -E 被預(yù)編譯的文件名.c

????????上圖為我們編寫的源程序，我們來驗證我們的預(yù)編譯階段是否完成了上述工作；我們執(zhí)行以下執(zhí)行，生成預(yù)編譯完成后的文件 test.i ；

? ? ? ? 預(yù)編譯生成的文件從大小上，明顯可以看出比我們的源文件要大很多，我們再使用vim查看我們的test.i文件，如下圖；

????????我們發(fā)現(xiàn)我們的文件一下就變成了八百多行，前面增加的便是我們的stdio文件展開后的樣子，故我們test.i文件變大了很多，因為把我們的庫文件代碼復(fù)制到預(yù)編譯后的文件中了，而且我們不難發(fā)現(xiàn)我們之前些的注釋被去掉了，我們的宏也完成了替換，也進(jìn)行了條件編譯的處理，與我們的預(yù)想完全一致；

2、編譯

????????這一步主要實現(xiàn)的將我們的C語言代碼編譯成匯編代碼，我們生成的匯編代碼文件以s為后綴名，具體指令如下；

gcc -o 編譯生成后文件名.s? -S? .c文件或.i文件都可

????????學(xué)過匯編語言的友友們，應(yīng)該就很熟悉了，這就是我們的匯編代碼，編譯階段也如我們所料完成了自己的工作；

3、匯編

????????這一步主要是將我們的匯編代碼轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令，生成的文件叫?可重定向二進(jìn)制目標(biāo)文件（目標(biāo)文件），這個文件在Linux下一般以o為后綴名，在window下一般以obj為后綴名，具體指令如下；

gcc -o 生成文件名?-c .c文件或.i文件或.s文件都可?

????????我們可以使用od指令來閱讀我們的可重定向目標(biāo)文件，如下所示；

????????這里生成的已經(jīng)是機(jī)器指令了，但是仍然不能直接執(zhí)行，必須鏈接后才可以執(zhí)行；

4、鏈接

（1）鏈接做了什么

????????實際上，我們上面的頭文件，如 stdio.h 只有函數(shù)的聲明，并沒有函數(shù)的定義，因此我們在是使用我們庫函數(shù)printf、scanf函數(shù)時，光有函數(shù)聲明時遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們必須還有具體的函數(shù)定義，這些函數(shù)定義都放在動態(tài)庫或靜態(tài)庫，因此我們鏈接也有動態(tài)鏈接和靜態(tài)鏈接；我們首先完成鏈接，具體指令如下；

gcc -o 生成可執(zhí)行程序名? .c文件/.i文件/.s文件/.o文件都可

????????我們可以通過ldd指令或file指令查看文件使用的動態(tài)庫/靜態(tài)庫的名字，以及采用何種鏈接方式；

補(bǔ)充：在Linux下，動態(tài)庫文件的后綴為.so，靜態(tài)庫文件的后綴為.a，而在window下，動態(tài)庫文件的后綴為.dll，靜態(tài)庫文件的后綴為.lib；

（2）動態(tài)鏈接

????????在動態(tài)鏈接中，我們的程序一旦發(fā)現(xiàn)有需要使用庫函數(shù)的代碼，則會保存該庫函數(shù)在動態(tài)庫中的地址，運(yùn)行到此部分時，我們直接通過地址跳轉(zhuǎn)到動態(tài)庫的代碼中，執(zhí)行函數(shù)，執(zhí)行完函數(shù)后繼續(xù)返回程序執(zhí)行程序后續(xù)代碼；因此，一旦我們的動態(tài)庫出現(xiàn)了問題，我們的程序就無法正確執(zhí)行；

總結(jié)：

動態(tài)鏈接優(yōu)點：可執(zhí)行程序較小，因為只保存了庫函數(shù)地址；

動態(tài)鏈接缺點：十分依賴動態(tài)庫文件，若文件出現(xiàn)問題，程序則可能出現(xiàn)問題；

（3）靜態(tài)鏈接

? ? ? ? 在靜態(tài)鏈接中，我們的程序會將需要使用的庫函數(shù)的定義直接拷貝一份到我們的可執(zhí)行程序中，我們在運(yùn)行可執(zhí)行程序時，無需靜態(tài)庫，我們直接調(diào)自己拷貝的代碼即可；

總結(jié)：

靜態(tài)鏈接優(yōu)點：對靜態(tài)庫文件的無依賴，一旦生成可執(zhí)行程序，即使靜態(tài)庫被刪除，也可以運(yùn)行；

靜態(tài)鏈接缺點：靜態(tài)鏈接生成的可執(zhí)行程序由于會拷貝靜態(tài)庫中的函數(shù)定義，因此會變得非常大；

（4）如何使用gcc進(jìn)行動態(tài)鏈接和靜態(tài)鏈接

????????在gcc中，我們默認(rèn)使用動態(tài)鏈接的方式進(jìn)行鏈接，因此直接使用正常的方式生成可執(zhí)行程序即可，例如；

gcc -o test-d test.c

? ? ? ? 而我們?nèi)粝胧褂渺o態(tài)鏈接的方式進(jìn)行連接，我們加上一個static選項即可，如下所示；

gcc -o test-s test.c -static

補(bǔ)充：有些小伙伴可能沒有安裝靜態(tài)庫，可通過下面指令安裝靜態(tài)庫

sudo yum install -y glibc-static （Centos）

? ? ? ? 顯然，我們使用靜態(tài)鏈接生成的可執(zhí)行程序明顯比動態(tài)生成的可執(zhí)行程序要大十倍左右，也符合我們之前的推理，我們在通過ldd和file指令查看我們生成的可執(zhí)行程序所依賴的庫；

????????test-s是靜態(tài)鏈接生成的可執(zhí)行程序，因此沒有依賴的動態(tài)庫，而test-d是動態(tài)鏈接生成的可執(zhí)行程序，因此有依賴的動態(tài)庫，我們可以通過file看出這兩個可執(zhí)行程序是動態(tài)鏈接還是靜態(tài)鏈接；