文件名、后缀名

• 静态链接库文件的后缀名：Linux通常用 .a ,Windows通常用 .lib
• 动态链接库文件的后缀名：Linux通常用 .so ,Windows通常用 .dll

• 动态库附加文件libxxx.dll.a有时会有其他形式：libxxx.a、libxxxdll.a，后者改变了库名

创建动态库

格式

• gcc -fPIC -shared 源文件名(列表)... -o 动态链接库名
• gcc -fPIC -shared 目标文件名(列表)... -o 动态链接库名

单个源文件/目标直接生成动态库

• 方法1: gcc -fPIC -shared xxx.c -o libxxx.so
• 方法2: gcc -fPIC -shared xxx.o -o libxxx.so

多个源文件/目标生成动态库

• 方法1: gcc -fPIC -shared xxx1.c xxx2.c xxx3.c -o libxxx.so
  或: gcc -fPIC -shared *.c -o libxxx.so
• 方法2: gcc -fPIC -shared xxx1.o xxx2.o xxx3.o -o libxxx.so

备注

• libxxx.so可在Windows上改为libxxx.dll

Windows上小熊猫C++创建的C语言动态库TestShared-C

• gcc.exe -c dllmain.c -o dllmain.o -O2 -pipe -DBUILDING_DLL=1

• windres.exe -i TestShared-C_private.rc --input-format=rc -o Test-O coff

• gcc.exe -mdll dllmain.o TestShared-C_private.res -o libTestShared-C.dll -s -static -Wl,--output-def,libTestShared-C.def,--out-implib,libTestShared-C.a

• 注：-DBUILDING_DLL=1是为了让dll.h中的宏BUILDING_DLL生效，下同

Windows上小熊猫C++创建的C++语言动态库TestShared-CPP

• g++.exe -c dllmain.cpp -o dllmain.o -O2 -std=c++2a -pipe -DBUILDING_DLL=1

• windres.exe -i TestShared-CPP_private.rc --input-format=rc -o TestShared-CPP_private.res -O coff

• g++.exe -mdll dllmain.o TestShared-CPP_private.res -o libTestShared-CPP.dll -s -static -Wl,--output-def,libTestShared-CPP.def,--out-implib,libTestShared-CPP.a

总结

• 单步：
  g++.exe -fPIC -mdll xxx1.c xxx2.c xxx3.c -o libxxx.dll -O2 -std=c++20 -pipe -s -static -Wl,--output-def,libxxx.def,--out-implib,libxxx.dll.a -DXXXXXX=1
  解析：
  • g++.exe -fPIC -mdll xxx1.c xxx2.c xxx3.c -o libxxx.dll
  • -O2 -std=c++20 -pipe -s -static
  • -Wl,--output-def,libxxx.def,--out-implib,libxxx.dll.a
  • -DXXXXXX=1
• 分步：
  • g++.exe -c xxx1.c xxx2.c xxx3.c -O2 -std=c++20 -pipe -DXXXXXX=1
    或g++.exe -c xxx1.c -O2 -o xxx1.o -std=c++20 -pipe -DXXXXXX=1
  • g++.exe -fPIC -mdll xxx1.o xxx2.o xxx3.o -o libxxx.dll -s -static -Wl,--output-def,libxxx.def,--out-implib,libxxx.dll.a

gcc编译选项说明

• -c：只编译，不链接，生成目标文件.o。
• -shared：用于生成动态链接库（shared library）
• -mdll ：为DLL生成代码(Generate code for a DLL)
• -fPIC：生成位置无关代码，方便动态链接，常用于编译动态链接库（shared library）
• -Wl,<选项>：将逗号分隔的 <选项> 传递给链接器。
• --output-def <file>：产生与导出符号相关的def文件(Generate a .DEF file for the built DLL)
• --out-implib FILE：产生用于提供__img_符号的导入库(Generate import library)
• --kill-at：从导出的符号中删除@nn(Remove @nn from exported symb)
• -Wl,--output-def,libTestShared-CPP.def,--out-implib,libTestShared-CPP.a中不要有空格

创建静态库

格式

简单地说，静态库是一个目标文件的简单集合。因此，首先有目标文件。再把生成的目标文件编译为静态库。

• 第一步：先生成.o目标文件
  gcc -c 源文件列表
gcc -c *.c
  如gcc -c myfunc.c myproc.c将得到myfunc.o和myproc.o。
• 第二步：由ar（archive，归档的意思）把多个目标文件集合起来编译为静态库。
  ar rcs 静态链接库名称 目标文件1 目标文件2 ...
ar rcs libname.a *.o 或 gcc *.o -static -o libname.a
  如ar rcs libmyjob.a myfunc.o myproc.o

单个源文件/目标直接生成静态库

• 正确方法: ar rcs libxxx.a xxx.o
• 错误方法: ar rcs libxxx.a xxx.c（静态库可以生成；当运行连接了该静态库的可执行程序会报错：could not read symbols:Archive has no index;run ranlib to add one）

多个源文件/目标生成静态库

• 正确方法: ar rcs libxxx.a xxx1.o xxx2.o xxx3.o
• 错误方法: ar rcs libxxx.a xxx1.c xxx2.c xxx3.c（静态库可以生成；当运行连接了该静态库的可执行程序会报错：could not read symbols:Archive has no index;run ranlib to add one）

Windows上小熊猫C++创建的C语言静态库TestStatic-C

• gcc.exe -c hello.c -o hello.o -O2 -pipe
• windres.exe -i TestStatic-C_private.rc --input-format=rc -o TestStatic-C_private.res -O coff
• ar r libTestStatic-C.a hello.o TestStatic-C_private.res 消息ar: creating libTestStatic-C.a
• ranlib libTestStatic-C.a

Windows上小熊猫C++创建的C语言静态库TestStatic-CPP

• g++.exe -c hello.cpp -o hello.o -O2 -std=c++2a -pipe
• windres.exe -i TestStatic-CPP_private.rc --input-format=rc -o TestStatic-CPP_private.res -O coff
• ar r libTestStatic-CPP.a hello.o TestStatic-CPP_private.res 消息ar: creating libTestStatic-CPP.a
• ranlib libTestStatic-CPP.a

总结

• g++.exe -c xxx1.c xxx2.c xxx3.c -O2 -std=c++20 -pipe
  或g++.exe -c xxx1.c -O2 -o xxx1.o -std=c++20 -pipe
• ar rcs libxxx.a xxx1.o xxx2.o xxx3.o

ar及其参数说明

• ar 是 Linux 的一个备份压缩命令，它可以将多个文件打包成一个备份文件（也叫归档文件），也可以从备份文件中提取成员文件。ar 命令最常见的用法是将目标文件打包为静态链接库。
• 参数r：在库中插入模块(替换)。当插入的模块名已经在库中存在，则替换同名的模块。如果若干模块中有一个模块在库中不存在，ar显示一个错误消息，并不替换其他同名模块。默认的情况下，新的成员增加在库的结尾处，可以使用其他任选项来改变增加的位置。
• 参数c：创建一个库。不管库是否存在，都将创建。
• 参数s：创建目标文件索引，这在创建较大的库时能加快时间。（补充：如果不需要创建索引，可改成大写S参数；如果.a文件缺少索引，可以使用ranlib命令添加）
• 有些场合ar rcs又用ar -rc、ar -r、ar r替代使用

链接(使用)动态库和静态库

方法1：-I 头文件目录 -L 库文件目录 -l库名xxx(无前缀lib和后缀名)

• g++ main.o -o main -I {INCLUDE_PATH} -L {LIB_PATH} -lname
• g++ main.cpp -o main -I {INCLUDE_PATH} -L {LIB_PATH} -lname
• 举例链接动态库：
  g++ main.cpp -o main.exe -O2 -std=c++20 -pipe -s -I D:\C++Lib\XXX\include -L D:\C++Lib\XXX\lib -lxxx
• 举例链接静态库：
  g++ main.cpp -o main.exe -O2 -std=c++20 -pipe -s -static -I D:\C++Lib\XXX\include -L D:\C++Lib\XXX\lib -lxxx

方法2：-I 头文件目录 -L 库文件目录 -l:完整文件名+后缀

• g++ main.o -o main -I {INCLUDE_PATH} -L {LIB_PATH} -l:完整文件名+后缀
• g++ main.cpp -o main -I {INCLUDE_PATH} -L {LIB_PATH} -l:完整文件名+后缀
• 举例链接动态库：
  g++ main.cpp -o main.exe -O2 -std=c++20 -pipe -s -I D:\C++Lib\XXX\include -L D:\C++Lib\XXX\lib -l:libxxx.dll
• 举例链接静态库：
  g++ main.cpp -o main.exe -O2 -std=c++20 -pipe -s -static -I D:\C++Lib\XXX\include -L D:\C++Lib\XXX\lib -l:libxxx.a

方法3：-I 头文件目录 文件路径+完整文件名+后缀

• g++ main.o -o main -I {INCLUDE_PATH} {LIB_PATH_AND_LIBNAME}
• g++ main.cpp -o main -I {INCLUDE_PATH} {LIB_PATH_AND_LIBNAME}
• 举例链接动态库：
  g++ main.cpp -o main.exe -O2 -std=c++20 -pipe -s -I D:\C++Lib\XXX\include D:\C++Lib\XXX\lib\libxxx.dll
• 举例链接静态库：
  g++ main.cpp -o main.exe -O2 -std=c++20 -pipe -s -static -I D:\C++Lib\XXX\include D:\C++Lib\XXX\lib\libxxx.a

说明：

• -I 头文件目录 可用设置环境变量set C_INCLUDE_PATH=头文件目录替代
• -L 库文件目录 可用设置环境变量set LIBRARY_PATH=库文件目录替代
• 文件路径+完整文件名+后缀不能省略路径，但可以用相对路径，LIBRARY_PATH对方法3无效

其他

名称修饰

• 使用extern "C"来关闭名称修饰
• 使用编译器选项关闭名称修饰：一些编译器提供了选项来关闭名称修饰，例如在GCC编译器中，可以使用-fno-rtti选项关闭名称修饰。

函数导出

• MSVC def文件、__declspec(dllexport)
• MinGW64 __declspec(dllexport)
• cmake+MinGW64 默认会导出所有函数

环境变量

• C_INCLUDE_PATH头文件路径的环境变量：
• CPLUS_INCLUDE_PATH头文件路径的环境变量：
• LIBRARY_PATH库文件路径的环境变量
• LD_LIBRARY_PATH是一个Linux环境变量，用于指定动态链接库的搜索路径。当一个程序运行时，如果需要使用动态链接库，系统会在LD_LIBRARY_PATH中指定的路径中搜索相应的库文件，以便程序能够正确运行。

查看用命令

• nm libxxx.a 查看库中包含的函数信息
• ldd main查看可执行程序依赖的动态库

fpic和fPIC比较

• 相同点：都是为了在动态库中生成位置无关的代码，通过全局偏移表（GOT）访问所有常量地址。程序启动时动态加载程序解析GOT条目。
• 不同点：如果链接的可执行文件的GOT大小超过计算机架构特定的最大值，则会在编译链接时报错误消息，提示 -fpic 不起作用；因此在这种情况下，需要使用 -fPIC 重新编译。GOT大小因芯片架构的不同而大小不一样，SPARC上为8k，在AArch64上为28k（笔者遇到的就是它，GOT超出了限制，所以报错），在m68k和RS / 6000上为32k。而x86上没有此限制。
• 温馨提示：为了保障程序在跨平台编译时整体可用，通常情况下建议都使用 fPIC