GCC编译过程与动态链接库和静态链接库，很详细
1. 库的介绍
库是写好的现有的，成熟的，可以复⽤的代码。现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库，不可能每个⼈的代码都从零开始，因此库的存在意义⾮同寻常。
本质上来说库是⼀种可执⾏代码的⼆进制形式，可以被操作系统载⼊内存执⾏。库有两种：静态库（.a、.lib）和动态库（.so、.dll）。windows上对应的是.lib .dll linux上对应的是.a .so
在这⾥先介绍下Linux下的gcc编译的⼏个选项
g++ -c hellospeak.cpp
会将hellospeak.cpp 选项 -c ⽤来告诉编译器编译源代码但不要执⾏链接，输出结果为对象⽂件。⽂件默认名与源码⽂件名相同，只是将其后缀变为 .o。例如，上⾯的命令将编译源码⽂件hellospeak.cpp 并⽣成对象⽂件 hellospeak.o；
下⾯这条命令将上述两个源码⽂件编译链接成⼀个单⼀的可执⾏程序：
$ g++ hellospeak.cpp speak.cpp -o hellospeak
如果没有-o和后⾯的参数，编译器采⽤默认的 a.out
本例中就会⽣成hellospeak 这样的可执⾏程序。
所谓静态、动态是指链接。回顾⼀下，将⼀个程序编译成可执⾏程序的步骤：
图：编译过程
静态库
之所以成为【静态库】，是因为在链接阶段，会将汇编⽣成的⽬标⽂件.o与引⽤到的库⼀起链接打包到可执⾏⽂件中。因此对应的链接⽅式称为静态链接。
试想⼀下，静态库与汇编⽣成的⽬标⽂件⼀起链接为可执⾏⽂件，那么静态库必定跟.o⽂件格式相似。
其实⼀个静态库可以简单看成是⼀组⽬标⽂件（.o/.obj⽂件）的集合，即很多⽬标⽂件经过压缩打包后形成的⼀个⽂件。静态库特点总结：
l 静态库对函数库的链接是放在编译时期完成的。
l 程序在运⾏时与函数库再⽆⽠葛，移植⽅便。
l 浪费空间和资源，因为所有相关的⽬标⽂件与牵涉到的函数库被链接合成⼀个可执⾏⽂件。
Linux下创建与使⽤静态库
Linux静态库命名规则
Linux静态库命名规范，必须是"lib[your_library_name].a"：lib为前缀，中间是静态库名，扩展名为.a。
创建静态库（.a）
通过上⾯的流程可以知道，Linux创建静态库过程如下：
l ⾸先，将代码⽂件编译成⽬标⽂件.o（StaticMath.o）
g++ -c StaticMath.cpp
注意带参数-c，否则直接编译为可执⾏⽂件
然后，通过ar⼯具将⽬标⽂件打包成.a静态库⽂件
ar -crv libstaticmath.a StaticMath.o
⽣成静态库libstaticmath.a。
动态库
通过上⾯的介绍发现静态库，容易使⽤和理解，也达到了代码复⽤的⽬的，那为什么还需要动态库呢？
为什么还需要动态库？
为什么需要动态库，其实也是静态库的特点导致。
l 空间浪费是静态库的⼀个问题。
另⼀个问题是静态库对程序的更新、部署和发布页会带来⿇烦。如果静态库liba.lib更新了，所以使⽤它的应⽤程序都需要重新编译、发布给⽤户（对于玩家来说，可能是⼀个很⼩的改动，却导致整个程序重新下载，全量更新）。
动态库在程序编译时并不会被连接到⽬标代码中，⽽是在程序运⾏是才被载⼊。不同的应⽤程序如果调⽤相同的库，那么在内存⾥只需要有⼀份该共享库的实例，规避了空间浪费问题。动态库在程序运⾏是才被载⼊，也解决了静态库对程序的更新、部署和发布页会带来⿇烦。⽤户只需要更新动态库即可，增量更新。
动态库特点总结：
l 动态库把对⼀些库函数的链接载⼊推迟到程序运⾏的时期。
l 可以实现进程之间的资源共享。（因此动态库也称为共享库）
l 将⼀些程序升级变得简单。
l 甚⾄可以真正做到链接载⼊完全由程序员在程序代码中控制（显⽰调⽤）。
Window与Linux执⾏⽂件格式不同，在创建动态库的时候有⼀些差异。
l 在Windows系统下的执⾏⽂件格式是PE格式，动态库需要⼀个DllMain函数做出初始化的⼊⼝，通常在导出函数的声明时需要有
_declspec(dllexport)关键字。
l Linux下gcc编译的执⾏⽂件默认是ELF格式，不需要初始化⼊⼝，亦不需要函数做特别的声明，编写⽐较⽅便。
与创建静态库不同的是，不需要打包⼯具（ar、），直接使⽤编译器即可创建动态库。
参考于：
wwwblogs/skynet/p/3372855.html
吴秦
（很详细！值得细看）
参考来源：知乎
2.  GCC编译过程
2.1 GCC定义
⽬前 Linux 下最常⽤的 C 语⾔编译器是 GCC （ GNU Compiler Collection ），它是 GNU 项⽬中符合 ANSI C 标准的编译系统，能够编译⽤ C 、 C++ 和 Object C 等语⾔编写的程序。 GCC 不仅功能⾮常强⼤，结构也异常灵活。最值得称道的⼀点就是它可以通过不同的前端模块来⽀持各种语⾔，如Java 、 Fortran 、 Pascal 、 Modula-3 和 Ada 等。开放、⾃由和灵活是 Linux 的魅⼒所在，⽽这⼀点在GCC 上的体现就是程序员通过它能够更好地控制整个编译过程。在使⽤ GCC 编译程序时，编译过程可以被细分为四个阶段：
预处理（ Pre-Processing ）
编译（ Compiling ）
汇编（ Asse mbling ）
链接（ Linking ）
Linux 程序员可以根据⾃⼰的需要让 GCC 在编译的任何阶段结束，以便检查或使⽤编译器在该阶段的输出信息，或者对最后⽣成的⼆进制⽂件进⾏控制，以便通过加⼊不同数量和种类的调试代码来为今后的调试做好准备。和其它常⽤的编译器⼀样， GCC 也提供了灵活⽽强⼤的代码优化功能，利⽤它可以⽣成执⾏效率更⾼的代码。
GCC 提供了 30 多条警告信息和三个警告级别，使⽤它们有助于增强程序的稳定性和可移植性。此外， GCC 还对标准的 C 和 C++ 语⾔进⾏了⼤量的扩展，提⾼程序的执⾏效率，有助于编译器进⾏代码优化，能够减轻编程的⼯作量。
2.2 GCC编译过程
1）gcc 预处理阶段：主要对包含的头⽂件（＃include ）和宏定义（＃define,#ifdef … ）进⾏处理。可以使⽤“gcc -E” 让gcc 在预处理之后停⽌编译过程，⽣成 *.i ⽂件。
gcc -E hello.c -o hello.i
2）gcc 编译阶段：gcc ⾸先要检查代码的规范性，是否有语法错误等。以确定代码实际要做的⼯作，在检查⽆误后，gcc 把代码翻译成汇编语⾔。⽤户可以使⽤-S 选项进⾏查看，该选项只进
⾏编译⽽不进⾏汇编，⽣成汇编代码。
gcc -S hello.i -o hello.s
3）gcc 汇编阶段：⽣成⽬标代码 *.o ；有两种⽅式：使⽤ gcc 直接从源代码⽣成⽬标代码 gcc -c *.s -o *.o 以及使⽤汇编器从汇编代码⽣成⽬标代码 as *.s -o *.o
gcc -c hello.s -o hello.o
as hello.s -o hello.o
也可以直接使⽤as *.s, 将执⾏汇编、链接过程⽣成可执⾏⽂件a.out, 可以像上⾯使⽤-o 选项指定输出⽂件的格式。
4）gcc 链接阶段：⽣成可执⾏⽂件；可以⽣成的可执⾏⽂件格式有： a.out/*/，当然可能还有其它格式。
gcc hello.o    ⽣成可执⾏⽂件 a.out
gcc hello.o -o hello        ⽣成可执⾏⽂件 hello
2.3 gcc 常⽤编译选项：
linux下gcc编译的四个步骤2.3  gcc 链接库⽂件的使⽤
在 linux 下开发软件时，完全不使⽤第三⽅函数库的情况是⽐较少见的，通常来讲都需要借助⼀个或多个函数库的⽀持才能够完成相应的功能。从程序员的⾓度看，函数库实际上就是⼀些头⽂件（ .h ）和库⽂件（ .so 或者 .a ）的集合。虽然 Linux 下的⼤多数函数都默认将头⽂件放到/usr/include/ ⽬录下，⽽库⽂件则放到 /usr/lib/ ⽬录下，但并不是所有的情况都是这样。正因如此， GCC 在编译时必须有⾃⼰的办法来查所需要的头⽂件和库⽂件。 GCC 采⽤搜索⽬录的办法来查所需要的⽂件， -I 选项可以向 GCC 的头⽂件搜索路径中添加新的⽬录。例如，如果在/home/justin/include/ ⽬录下有编译时所需要的头⽂件，为了让 GCC 能够顺利地到它们，就可以使⽤ -I 选项：
gcc foo.c -I /home/justin/include -o foo
同样，如果使⽤了不在标准位置的库⽂件，那么可以通过 -L 选项向 GCC 的库⽂件搜索路径中添加新的⽬录。例如，如果在
/home/xiaowp/lib/ ⽬录下有链接时所需要的库⽂件 libfoo.so ，为了让 GCC 能够顺利地到它，可以使⽤下⾯的命令：
gcc foo.c -L /home/justin/lib -lfoo -o foo
值得好好解释⼀下的是 -l 选项，它指⽰ GCC 去连接库⽂件 libfoo.so 。 Linux 下的库⽂件在命名时有
⼀个约定，那就是应该以lib 三个字母开头，由于所有的库⽂件都遵循了同样的规范，因此在⽤-l 选项指定链接的库⽂件名时可以省去lib 三个字母，也就是说GCC 在对-lfoo 进⾏处理时，会⾃动去链接名为libfoo.so 。
Linux 下的库⽂件分为两⼤类分别是动态链接库（通常以.so 结尾）和静态链接库（通常以.a 结尾），两者的差别仅在程序执⾏时所需的代码是在运⾏时动态加载的，还是在编译时静态加载的 。默认情况下，GCC 在链接时优先使⽤动态链接库，只有当动态链接库不存在时才考虑使⽤静态链接库，如果需要的话可以在编译时加上-static 选项，强制使⽤静态链接库。例如，如果在home/justin/lib/ ⽬录下有链接时所需要的库⽂件libfoo.so 和libfoo.a ，为了让GCC 在链接时只⽤到静态链接库，可以使⽤下⾯的命令：
gcc foo.c -L /home/justin/lib -static -lfoo -o foo
对于动态库和静态库⽂件的创建⽅法，见上⽂库的介绍。

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