交叉编译必知--gcc/g++详细讲解

了解c/c++编译器的基本使用，能够在后续移植第三方框架进行交叉编译时（编译android可用的库），清楚的了解应该传递什么参数。android的Android.mk就是一段段Makefile单元，很多第三方库直接提供makefile，需要能够大致的读懂makefile文件。

gcc/g++

gcc

GNU C编译器。原本只能处理C语言，很快扩展，变得可处理C++。

g++

gcc和g++都能够编译c/c++，但是编译时候行为不同。

对于gcc与g++：

后缀为.c的源文件，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。
g++会自动链接c++标准库stl，gcc不会。
gcc不会定义__cplusplus宏，而g++会。

编译器过程

一个C/C++文件要经过预处理(preprocessing)、编译(compilation)、汇编(assembly)、和链接(linking)才能变成可执行文件。

1、预处理

gcc -E main.c -o main.i

-E的作用是让gcc在预处理结束后停止编译。
预处理阶段主要处理include和define等。它把#include包含进来的.h 文件插入到#include所在的位置，把源程序中使用到的用#define定义的宏用实际的字符串代替

2、编译阶段

gcc -S main.i -o main.s

-S的作用是编译后结束，编译生成了汇编文件。
在这个阶段中，gcc首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等，以确定代码的实际要做的工作，在检查无误后，gcc把代码翻译成汇编语言。

3、汇编阶段

gcc -c main.s -o main.o

汇编阶段把 .s文件翻译成二进制机器指令文件.o,这个阶段接收.c, .i, .s的文件都没有问题。

4、链接阶段

gcc -o main main.s

链接阶段，链接的是函数库。在main.c中并没有定义”printf”的函数实现，且在预编译中包含进的”stdio.h”中也只有该函数的声明。系统把这些函数实现都被做到名为libc.so的动态库。

/etc/ld.so.conf
在没有特别指定时，gcc会到系统编译器只会使用/lib和/usr/lib这两个目录下的库文件。如果存在一个so不在这两个目录，在编译时候就会出现找不到的情况。
/etc/ld.so.conf文件中可以指定而外的编译链接库路径。
输入：cat /etc/ld.so.conf：

include /etc/ld.so.conf.d/*.conf #引入其他的conf文件
/usr/local/lib  #增加库搜索目录

#编辑完成后 使用 ldconfig 更新

静态库和动态库

库通常以前缀“ lib”命名。对于所有C标准库都是如此。链接时，对库的命令行引用将不包含库前缀或后缀。
比如liblog.so这个库，引用的使用去掉前缀lib和后缀.so即可引用该库。

.a 为静态库，可以是一个或多个.o合在一起,用于静态连接；多个.o文件可以链接生成一个.exe的可执行文件。静态库在程序编译时会被链接到目标代码中，相当于将你使用库里的函数加载到程序里，在编译的时候直接编译进去，这样，在编译之后执行程序时将不再需要该静态库。编译之后程序文件大，但加载快，隔离性也好。所以它的优点就显而易见了，即编译后的执行程序不需要外部的函数库支持，因为所有使用的函数都已经被编译进去了。当然这也会成为它的缺点，因为如果静态函数库改变了，那么你的程序必须重新编译。

.so 为动态库(共享库)，类似windows平台的.dll文件。动态库在程序编译时并不会被链接到目标代码中，而是在编译时仅引用，体积小，在程序运行到相关函数时才调用函数库里的相应函数，才被载入，因此在程序运行时还需要动态库存在。多个应用程序可以使用同一个动态库，启动多个应用程序的时候，只需要将动态库加载到内存一次即可。

简而言之：
静态库节省时间，静态库在程序编译时会被连接到目标代码中，程序运行时将不再需要该静态库。
动态库节省空间，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，因此在程序运行时还需要动态库存在。
Java中在不经过封装的情况下只能直接使用动态库。

生成静态库

gcc -fPIC -c  Test.c -o Test.o
ar r libTest.a Test.o 

-fPIC 产生与位置无关代码 
可能会被不同的进程加载到不同的位置上，如果共享对象中的指令使用了绝对地址。
那么在共享对象被加载时就必须根据相关模块的加载位置对这个地址做调整，也就是修改这些地址，
让它在对应进程中能正确访问，那么就不能实现多进程共享一份物理内存(无法动态共享)

这里有一个例子，详细介绍了静态库的生成和如何链接静态库。

生成动态库

gcc -fPIC -shared Test.c -o libTest.so
#或者
gcc -fPIC -c Test.c  #生成.o
gcc -shared Test.o -o libTest.so

-fPIC：编译器指令，用于输出位置无关的代码，这是共享库所需的特征。
-shared：生成一个共享对象，然后可以将其与其他对象链接以形成可执行文件。
-Wl 选项：将选项传递给链接器。 
-o：操作输出。