理清编译链接的那些事儿-阿里云开发者社区

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理清编译链接的那些事儿

简介:

   当你在linux下写C/C++代码的时候,是不是会遇到许多编译链接的问题? 时不时报个glibc、gcc,g++等相关的错误? 很多时候都无从下手,而且比较混乱。 这也是编译链接过程中经常出现的问题。这篇文章不是去介绍如何编译链接,而是理清编译链接过程中碰到的一些概念和出现的问题。尤其libc,glib,glibc,eglibc,libc++,libstdc++,gcc,g++。


1、libc和glibc

  从libc说起,libc是Linux下原来的(早期)标准C库,也就是当初写hello world时包含的头文件#include < stdio.h> 定义的地方。后来逐渐被glibc取代,也就是传说中的GNU C Library,在此之前除了有libc,还有klibc,uclibc。现在只要知道用的最多的是glibc就行了,主流的一些linux操作系统如 Debian, Ubuntu,Redhat等用的都是glibc(或者其变种,下面会说到).

  那glibc都做了些什么呢? glibc是Linux系统中最底层的API,几乎其它任何的运行库都要依赖glibc。 glibc最主要的功能就是对系统调用的封装,你想想看,你怎么能在C代码中直接用fopen函数就能打开文件? 打开文件最终还是要触发系统中的sys_open系统调用,而这中间的处理过程都是glibc来完成的。这篇文章详细介绍了glibc是如何与上层应用程序和系统调用交互的。除了封装系统调用,glibc自身也提供了一些上层应用函数必要的功能,如string,malloc,stdlib,linuxthreads,locale,signal等等。


2、eglibc和glib

  好了,那eglibc又是什么? 这里的e是Embedded(嵌入式)的意思,也就是前面说到的变种glibc。eglibc的主要特性是为了更好的支持嵌入式架构,可以支持不同的shell(包括嵌入式),但它是二进制兼容glibc的,就是说如果你的代码之前依赖eglibc库,那么换成glibc后也不需要重新编译。ubuntu系统用的就是eglibc(而不是glibc),不信,你执行 ldd –version 或者 /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
(64位系统运行/lib/x86_64-linux-gnu)看看,便会显示你系统中eglibc/glibc的版本信息。  这里提到了libc.so.6,这个文件就是eglibc/glibc编译后的生成库文件。

  还有一个glib看起来也很相似,那它又是什么呢?glib也是个c程序库,不过比较轻量级,glib将C语言中的数据类型统一封装成自己的数据类型,提供了C语言常用的数据结构的定义以及处理函数,有趣的宏以及可移植的封装等(注:glib是可移植的,说明你可以在linux下,也可以在windows下使用它)。那它跟glibc有什么关系吗?其实并没有,除非你的程序代码会用到glib库中的数据结构或者函数,glib库在ubuntu系统中并不会默认安装(可以通过apt-get install libglib2.0-dev手动安装),著名的GTK+和Gnome底层用的都是glib库。想更详细了解glib? 可以参考 这里


  看到这里,你应该知道这些库有多重要了吧? 你写的C代码在编译的过程中有可能出现明明是这些库里面定义的变,却量还会出现’Undefined’, ‘Unreference’等错误,这时候你可能会怀疑是不是这些库出问题了? 是不是该动手换个gilbc/eglibc了? 这里强调一点,在你准备更换/升级这些库之前,你应该好好思考一下,你真的要更换/升级吗?你要知道你自己在做什么!你要时刻知道glibc/eglibc的影响有多大,不管你之前部署的什么程序,linux系统的ls,cd,mv,ps等等全都得依赖它,很多人在更换/升级都有过惨痛的教训,甚至让整个系统奔溃无法启动。所以,强烈不建议更换/升级这些库!


3、libc++和libstdc++

当然如果你写的是C++代码,还有两个库也要非常重视了,libc++/libstdc++,这两个库有关系吗?有。两个都是C++标准库。libc++是针对clang编译器特别重写的C++标准库,那libstdc++自然就是gcc的事儿了。libstdc++与gcc的关系就像clang与libc++. 其中的区别这里不作详细介绍了。

再说说libstdc++,glibc的关系。 

  libstdc++与gcc是捆绑在一起的,也就是说安装gcc的时候会把libstdc++装上。 那为什么glibc和gcc没有捆绑在一起呢?
相比glibc,libstdc++虽然提供了c++程序的标准库,但它并不与内核打交道。对于系统级别的事件,libstdc++首先是会与glibc交互,才能和内核通信。相比glibc来说,libstdc++就显得没那么基础了。



  说完了这些库,这些库最终都是拿来干嘛的?当然是要将它们与你的程序链接在一起! 这时候就不得不说说gcc了(当然还有前文提到的clang以及llvm等编译器,本文就不细说它们的区别了)。

你写的C代码.c文件通过gcc首先转化为汇编.S文件,之后汇编器as将.S文件转化为机器代码.o文件,生成的.o文件再与其它.o文件,或者之前提到的libc.so.6库文件通过ld链接器链接在一块生成可执行文件。当然,在你编译代码使用gcc的时候,gcc命令已经帮你把这些细节全部做好了。

那g++是做什么的? 慢慢说来,不要以为gcc只能编译C代码,g++只能编译c++代码。 后缀为.c的,gcc把它当作是C程序,而g++当作是c++程序;后缀为.cpp的,两者都会认为是c++程序,注意,虽然c++是c的超集,但是两者对语法的要求是有区别的。在编译阶段,g++会调用gcc,对于c++代码,两者是等价的,但是因为gcc命令不能自动和C++程序使用的库联接,需要这样,gcc -lstdc++, 所以如果你的Makefile文件并没有手动加上libstdc++库,一般就会提示错误,要求你安装g++编译器了。

好了,就说到这,理清这些库与编译器之间的关系,相信会对你解决编译链接过程中遇到的错误起到一点帮助。















本文转自xiexiaojun51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/xiexiaojun/1934743 ,如需转载请自行联系原作者

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