理清編譯連接的那些事兒

   當你在linux下寫C/C++代碼的時候，是否是會遇到許多編譯連接的問題？ 時不時報個glibc、gcc，g++等相關的錯誤？ 不少時候都無從下手，並且比較混亂。 這也是編譯連接過程當中常常出現的問題。這篇文章不是去介紹如何編譯連接，而是理清編譯連接過程當中碰到的一些概念和出現的問題。尤爲libc,glib,glibc,eglibc,libc++,libstdc++,gcc,g++。

一、libc和glibc

  從libc提及，libc是Linux下原來的（早期）標準C庫，也就是當初寫hello world時包含的頭文件#include < stdio.h> 定義的地方。後來逐漸被glibc取代，也就是傳說中的GNU C Library,在此以前除了有libc，還有klibc,uclibc。如今只要知道用的最多的是glibc就好了，主流的一些linux操做系統如 Debian, Ubuntu，Redhat等用的都是glibc（或者其變種，下面會說到).

  那glibc都作了些什麼呢？ glibc是Linux系統中最底層的API，幾乎其它任何的運行庫都要依賴glibc。 glibc最主要的功能就是對系統調用的封裝，你想一想看，你怎麼能在C代碼中直接用fopen函數就能打開文件？ 打開文件最終仍是要觸發系統中的sys_open系統調用，而這中間的處理過程都是glibc來完成的。這篇文章詳細介紹了glibc是如何與上層應用程序和系統調用交互的。除了封裝系統調用，glibc自身也提供了一些上層應用函數必要的功能，如string,malloc,stdlib,linuxthreads,locale,signal等等。

二、eglibc和glib

  好了，那eglibc又是什麼？ 這裏的e是Embedded（嵌入式）的意思，也就是前面說到的變種glibc。eglibc的主要特性是爲了更好的支持嵌入式架構，能夠支持不一樣的shell(包括嵌入式)，但它是二進制兼容glibc的，就是說若是你的代碼以前依賴eglibc庫，那麼換成glibc後也不須要從新編譯。ubuntu系統用的就是eglibc（而不是glibc）,不信，你執行 ldd –version 或者 /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
(64位系統運行/lib/x86_64-linux-gnu）看看，便會顯示你係統中eglibc/glibc的版本信息。  這裏提到了libc.so.6,這個文件就是eglibc/glibc編譯後的生成庫文件。

  還有一個glib看起來也很類似，那它又是什麼呢？glib也是個c程序庫，不過比較輕量級，glib將C語言中的數據類型統一封裝成本身的數據類型，提供了C語言經常使用的數據結構的定義以及處理函數，有趣的宏以及可移植的封裝等(注：glib是可移植的，說明你能夠在linux下，也能夠在windows下使用它）。那它跟glibc有什麼關係嗎？其實並無，除非你的程序代碼會用到glib庫中的數據結構或者函數，glib庫在ubuntu系統中並不會默認安裝(能夠經過apt-get install libglib2.0-dev手動安裝)，著名的GTK+和Gnome底層用的都是glib庫。想更詳細瞭解glib？ 能夠參考 這裏

  看到這裏，你應該知道這些庫有多重要了吧？ 你寫的C代碼在編譯的過程當中有可能出現明明是這些庫裏面定義的變,卻量還會出現’Undefined’, ‘Unreference’等錯誤，這時候你可能會懷疑是否是這些庫出問題了？ 是否是該動手換個gilbc/eglibc了？ 這裏強調一點，在你準備更換/升級這些庫以前，你應該好好思考一下，你真的要更換/升級嗎？你要知道你本身在作什麼！你要時刻知道glibc/eglibc的影響有多大，無論你以前部署的什麼程序，linux系統的ls,cd,mv,ps等等全都得依賴它，不少人在更換/升級都有過慘痛的教訓，甚至讓整個系統奔潰沒法啓動。因此，強烈不建議更換/升級這些庫！

三、libc++和libstdc++

固然若是你寫的是C++代碼，還有兩個庫也要很是重視了，libc++/libstdc++,這兩個庫有關係嗎？有。兩個都是C++標準庫。libc++是針對clang編譯器特別重寫的C++標準庫，那libstdc++天然就是gcc的事兒了。libstdc++與gcc的關係就像clang與libc++. 其中的區別這裏不做詳細介紹了。

再說說libstdc++，glibc的關係。

  libstdc++與gcc是捆綁在一塊兒的，也就是說安裝gcc的時候會把libstdc++裝上。 那爲何glibc和gcc沒有捆綁在一塊兒呢？
相比glibc，libstdc++雖然提供了c++程序的標準庫，但它並不與內核打交道。對於系統級別的事件，libstdc++首先是會與glibc交互，才能和內核通訊。相比glibc來講，libstdc++就顯得沒那麼基礎了。

  說完了這些庫，這些庫最終都是拿來幹嗎的？固然是要將它們與你的程序連接在一塊兒！ 這時候就不得不說說gcc了(固然還有前文提到的clang以及llvm等編譯器，本文就不細說它們的區別了)。

你寫的C代碼.c文件經過gcc首先轉化爲彙編.S文件，以後彙編器as將.S文件轉化爲機器代碼.o文件，生成的.o文件再與其它.o文件，或者以前提到的libc.so.6庫文件經過ld連接器連接在一塊生成可執行文件。固然，在你編譯代碼使用gcc的時候，gcc命令已經幫你把這些細節所有作好了。

那g++是作什麼的? 慢慢說來，不要覺得gcc只能編譯C代碼，g++只能編譯c++代碼。 後綴爲.c的，gcc把它看成是C程序，而g++看成是c++程序；後綴爲.cpp的，二者都會認爲是c++程序，注意，雖然c++是c的超集，可是二者對語法的要求是有區別的。在編譯階段，g++會調用gcc,對於c++代碼，二者是等價的，可是由於gcc命令不能自動和C++程序使用的庫聯接，須要這樣，gcc -lstdc++, 因此若是你的Makefile文件並無手動加上libstdc++庫，通常就會提示錯誤，要求你安裝g++編譯器了。

好了，就說到這，理清這些庫與編譯器之間的關係，相信會對你解決編譯連接過程當中遇到的錯誤起到一點幫助。