《电话号码管理系统》制作成静态库和动态库

一、前言

上次写了一篇关于Makefile的文章。有很多粉丝留言，有的粉丝想进一步了解cmake的使用方法，还有的粉丝想知道如何将一些函数编译成动态库或者静态库，然后再将该库编译到内存中。

一口君必须安排，本篇先讲如何将一些函数编译成动态库或者静态库。

这就涉及到一个库的概念，关于制作的库的基础知识，一口君已经在下面这篇文章中详细的讲述了相关概念，建议大家先看下面这篇文章。

《Linux库概念，动态库和静态库概念》

本文，一口君将继续以之前的 电话号码管理系统的项目为基础，给大家详细讲解如何将该项目中的函数制作成动态库和静态库。

《从0写一个《电话号码管理系统》的C入门项目》

二、 基础知识

1） 静态库

所谓静态库，就是在静态编译时由编译器到指定目录寻找并且进行链接，一旦链接完成，最终的可执行程序中就包含了该库文件中的所有有用信息，包括代码段、数据段等。

2）动态库

所谓动态库，就是在应用程序运行时，由操作系统根据应用程序的请求，动态到指定目录下寻找并装载入内存中，同时需要进行地址重定向。

3）库文件命名

静态库的名字一般为libxxxx.a，其中xxxx是该lib的名称；动态库的名字一般为libxxxx.so.x.y.z，含义如下图所示：

4）制作库文件常用参数

首先需要了解gcc编译库要用到一些参数，很重要。

三、 制作静态库

原始文件目录如下：

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ tree .
.
├── main.c
├── phone.c
└── phone.h

0 directories, 3 files

其中
phone.c包含了对链表的所有的操作函数
phone.h 是phone.c中所有函数的原型说明
main.c是主程序

下面我们将phone.c制作成静态库。

1. 把 listd.c 编译成.o文件

 peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ gcc -c phone.c

2. 使用 ar 命令生成静态库libadd.a

静态库名字遵循静态库命名的规则 lib + 名字 + .a

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ ar -rc libphone.a phone.o 

3. 将库和头文件拷贝到其他目录下

将库文件移动到lib目录下

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ mkdir lib
peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ mv libphone.a lib

移动头文件到include目录下

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ mkdir include
peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ mv phone.h include/

删除phone.c

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ rm phone.c

此处可不删除，下面的的编译已经用不到该文件
删除仅仅是为了排除干扰，有些同学会以为这个文件还会被编译进去

最终文件结构如下：

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ tree ./
./
├── include
│   └── phone.h
├── lib
│   └── libphone.a
├── main.c
└── run

2 directories, 6 files

lib include 目录也可以是其他目录，实际项目中库文件和头文件都会放到一些指定目录下

4.编译

值编译main.c，会有以下错误提示，主要是因为phone.h

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ gcc main.c 
main.c:3:19: 致命错误：phone.h：没有那个文件或目录
编译中断。

制定头文件位置，编译结果如下，可以看到错误提示，“没有定义create”，这是因为在链接的时候找打不到这些函数的定义的地方

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ gcc main.c -I ./include
/tmp/cctUUKm9.o: In function `management':
main.c:(.text+0x109): undefined reference to `create'
main.c:(.text+0x120): undefined reference to `delete'
main.c:(.text+0x137): undefined reference to `search'
main.c:(.text+0x14e): undefined reference to `display'
main.c:(.text+0x167): undefined reference to `allfree'
/tmp/cctUUKm9.o: In function `main':
main.c:(.text+0x2e3): undefined reference to `init'
collect2: ld 返回 1

最终我们执行

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ gcc main.c -I ./include ./lib/libphone.a 

指定了头文件和库文件位置，执行结果如下：

与之前运行现象是一样的。

可见，使用库的时候我们必须制定头文件目录以及库目录。

四、 制作动态库

原始文件

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ tree .
.
├── main.c
├── phone.c
└── phone.h

0 directories, 3 files

1. 把phone.c编译成动态链接库libphone.so

gcc -fPIC -o libphone.o -c phone.c
gcc -shared -o libphone.so libphone.o

也可以直接使用一条命令

gcc -fPIC -shared -o libphone.so phone.c

2. 动态库的安装

通常动态库拷贝到/lib下：

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone4$ sudo mv libphone.so /lib/
[sudo] password for peng: 

删除phone.c

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone3$ rm phone.c

3. 编译执行

编译动态库：

peng@ubuntu:/mnt/hgfs/code/phone4$ gcc main.c -lphone -o run

此时使用我们制作的动态库，只需要加上 -lphone即可

注意观察编译时动态库的名字与库文件对应关系

libphone.so<--------->-lphone 

执行结果如下：

五、重新建立工程

下面我们将文件重新放置

当前文件目录如下：

./include
└── phone.h
./Makefile 
./obj
└── Makefile
./src
├── main.c
└── Makefile

0 directories, 5 files

并添加3个Makefile

编译步骤如下：

• 声明环境变量

CC       编译名称
LIBS     用到的动态库
SUBDIRS  子目录
OBJS     src下所有的目标文件
BIN      最终生成的可执行程序名字
OBJS_DIR 目标文件存放目录
BIN_DIR  可执行程序存储目录

• • 执行make的默认目标all，依赖CHECK_DIR $(SUBDIRS)

• • 执行目标CHECK_DIR ，创建目录bin

• • 执行目标@ ，进入子目录src、obj执行子目录的Makefile，

• • 打印语句

echo begin compile phone!

• • 进入子目录src执行Makfile，

• 执行命令

@$(CC) -c main.c -I../include -o ../$(OBJS_DIR)/main.o  

@ :打印该条命令
-I../include 头文件在上一级目录下的include中
-o ../$(OBJS_DIR)/main.o 生成的目标文件存放在../obj/main.o

• • 进入子目录obj执行Makfile，

• • 目标为../bin/phone:main.o

• 执行命令

@$(CC) -o $@ $^  $(LIBS)

@$(CC) 同上
$@ 表示生成的目标文件，即../bin/phone
$^ 表示所有的依赖文件，即上面:后面目标文件main.o

编译完成后就会在bin目录下创建可执行程序文件phone，

运行结果如下：

所有源码：公众号【一口Linux】后台回复：电话号码管理