Makefile静态库动态库的构建和链接之工程实用篇

静态库和动态库的构建和链接

现有C++工程目录结构如下：
在这里插入图片描述
add.h

int add(int a, int b);

add.cpp

#include "add.h"

int add(int a, int b)
{
    return a+b;
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "add.h"

int main()
{
	std::cout << add(1, 2) << std::endl;
	return 0;
}

静态库的构建和链接

一个可以构建静态库的Makefile：

compile_flags := -g -O3 -std=c++11 -I ./
linking_flags := -l add -L ./

add.o : add.cpp
	@g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

libadd.a : add.o
	@ar -r $@ $^

static_lib : libadd.a

main.o : main.cpp
	@g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

use_add : main.o
	@g++ $^ -o $@ $(linking_flags)

all : static_lib use_add

clean :
	@rm -rf *.o *.a *.so use_add

执行make all命令即可在当前目录下生成静态库libadd.a和可执行文件use_add。
通过ldd use_add命令查看可执行程序依赖的动态链接库，打印如下：

linux-vdso.so.1 (0x00007ffdf311f000)
libstdc++.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 (0x00007fcf0fce3000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fcf0faf1000)
libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007fcf0f9a2000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fcf0feff000)
libgcc_s.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1 (0x00007fcf0f987000)

动态库的构建和链接

一个可以构建动态库的Makefile：

compile_flags := -g -O3 -w -fPIC -I ./
linking_flags := -l add -L ./ -Wl,-rpath=./

add.o : add.cpp
	@g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

libadd.so : add.o
	@g++ -shared $^ -o $@

dynamic_lib : libadd.so

main.o : main.cpp
	@g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

use_add : main.o 
	@g++ $^ -o $@ $(linking_flags)

all : dynamic_lib use_add

clean :
	@rm -rf *.o *.a *.so use_add

执行make all命令即可在当前目录下生成静态库libadd.so和可执行文件use_add。
通过ldd use_add命令查看可执行程序依赖的动态链接库，打印如下：

linux-vdso.so.1 (0x00007ffd9dbc7000)
libadd.so => ./libadd.so (0x00007fc2e382d000)
libstdc++.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 (0x00007fc2e3618000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fc2e3426000)
libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007fc2e32d7000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fc2e3839000)
libgcc_s.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1 (0x00007fc2e32bc000)

发现比链接静态库时多了一个libadd.so依赖库。

工程实践

包含子目录的工程

现有C++工程目录结构如下：
在这里插入图片描述
add.h和add.cpp同上。
subtract.h

int subtract(int a, int b);

subtract.cpp

#include "subtract.h"

int subtract(int a, int b)
{
    return a-b;
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "add.h"
#include "subtract.h"

int main()
{
	std::cout << add(1, 2) << std::endl;
	std::cout << subtract(1, 2) << std::endl;
	return 0;
}

静态库的构建和链接

一个可以构建静态库的Makefile：（通过源文件构建可执行文件）

lib_srcs := $(shell find ./source -name "*.cpp")
lib_objs := $(lib_srcs:.cpp=.o)

compile_flags := -g -O3 -std=c++11 -I ./include
linking_flags := -l static -L ./

source/%.o : source/%.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

libstatic.a : $(lib_objs)
	ar -r $@ $^

static_lib : libstatic.a

main.o : main.cpp 
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

test : main.o $(lib_objs)
	g++ $^ -o $@ 

all : static_lib test

clean :
	rm -rf *.o source/*.o *.a *.so test

或者（通过链接静态库构建可执行文件）

lib_srcs := $(shell find ./source -name "*.cpp")
lib_objs := $(lib_srcs:.cpp=.o)

compile_flags := -g -O3 -std=c++11 -I ./include
linking_flags := -l static -L ./

source/%.o : source/%.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

libstatic.a : $(lib_objs)
	ar -r $@ $^

static_lib : libstatic.a

main.o : main.cpp 
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

test : main.o
	g++ $^ -o $@ $(linking_flags)

all : static_lib test

clean :
	rm -rf *.o source/*.o *.a *.so test

动态库的构建和链接

一个可以构建动态库的Makefile：（通过源文件构建可执行文件）

lib_srcs := $(shell find ./source -name "*.cpp")
lib_objs := $(lib_srcs:.cpp=.o)

compile_flags := -g -O3 -w -fPIC  -I ./include
linking_flags := -l dynamic -L ./ -Wl,-rpath=./

source/%.o : source/%.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

libdynamic.so : $(lib_objs)
	g++ -shared $^ -o $@

dynamic_lib : libdynamic.so

main.o : main.cpp 
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

test : main.o $(lib_objs)
	g++ $^ -o $@ 

all : dynamic_lib test

clean :
	rm -rf *.o source/*.o *.a *.so test

或者（通过链接静态库构建可执行文件）

lib_srcs := $(shell find ./source -name "*.cpp")
lib_objs := $(lib_srcs:.cpp=.o)

compile_flags := -g -O3 -w -fPIC  -I ./include
linking_flags := -l dynamic -L ./ -Wl,-rpath=./

source/%.o : source/%.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

libdynamic.so : $(lib_objs)
	g++ -shared $^ -o $@

dynamic_lib : libdynamic.so

main.o : main.cpp 
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

test : main.o 
	g++ $^ -o $@ $(linking_flags)

all : dynamic_lib test

clean :
	rm -rf *.o source/*.o *.a *.so test

既构建库又链接库的工程

现有C++工程目录结构如下：
在这里插入图片描述
其中libadd.a和libadd.so可以通过上面的方法生成。

  1. 构建静态库（libstatic.a）并链接静态库（libadd.a）：
    Makefile会优先链接动态库，因此可以移除libadd.so来确保链接到libadd.a。
lib_srcs := $(shell find ./source -name "*.cpp")
lib_objs := $(lib_srcs:.cpp=.o)

compile_flags := -g -O3 -std=c++11 -I ./include
linking_flags := -l static -L ./ -l add -L ./lib

source/%.o : source/%.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

libstatic.a : $(lib_objs) 
	ar -r $@ $^ 

static_lib : libstatic.a

main.o : main.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags) 

test : main.o 
	g++ $^ -o $@ $(linking_flags)

all : static_lib test

clean :
	rm -rf *.o source/*.o *.a *.so test
  1. 构建动态库（libdynamic.so）并链接静态库（libadd.a）：
lib_srcs := $(shell find ./source -name "*.cpp")
lib_objs := $(lib_srcs:.cpp=.o)

compile_flags := -g -O3 -w -fPIC  -I ./include
linking_flags := -l add -L lib -l dynamic -L ./ -Wl,-rpath=./

source/%.o : source/%.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

libdynamic.so : $(lib_objs)
	g++ -shared $^ -o $@

dynamic_lib : libdynamic.so

main.o : main.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags) 

test : main.o 
	g++ $^ -o $@ $(linking_flags)

all : dynamic_lib test

clean :
	rm -rf *.o source/*.o *.a *.so test
  1. 构建静态库（libstatic.a）并链接动态库（libadd.so）：
    Makefile写法同1。
  2. 构建动态库（libdynamic.so）并链接动态库（libadd.so）：
lib_srcs := $(shell find ./source -name "*.cpp")
lib_objs := $(lib_srcs:.cpp=.o)

compile_flags := -g -O3 -std=c++11 -I ./include
linking_flags := -l dynamic -L ./ -l add -L ./lib

source/%.o : source/%.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)

libdynamic.so : $(lib_objs)
	g++ -shared $^ -o $@

dynamic_lib : libdynamic.so

main.o : main.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags) 

test : main.o 
	g++ $^ -o $@ $(linking_flags)

all : dynamic_lib test

clean :
	rm -rf *.o source/*.o *.a *.so test

通过ldd命令查看依赖库，可以看到除了系统库外还需依赖libdynamic.so和libadd.so：

linux-vdso.so.1 (0x00007fff42cc6000)
libdynamic.so => ./libdynamic.so (0x00007f7d8b239000)
libadd.so => ./libadd.so (0x00007f7d8b234000)
libstdc++.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 (0x00007f7d8b01f000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f7d8ae2d000)
libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007f7d8acde000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f7d8b245000)
libgcc_s.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1 (0x00007f7d8acc3000)
  1. 把静态库libadd.a以及source合为另一个大的静态库：
    先通过ar -x 命令将libadd.a解压为add.o，目前LZ尚未发现其他便捷做法。
lib_srcs := $(shell find ./source -name "*.cpp")
lib_objs := $(lib_srcs:.cpp=.o)

compile_flags := -g -O3 -std=c++11 -I ./include

source/%.o : source/%.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)
	ar -x lib/libadd.a

libstatic.a : $(lib_objs) add.o
	ar -r $@ $^ 

static_lib : libstatic.a

main.o : main.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags) 

test : main.o libstatic.a
	g++ $^ -o $@ 

all : static_lib test

clean :
	rm -rf *.o source/*.o *.a *.so test
  1. 把静态库libadd.a以及source合为另一个大的动态库：
    先通过ar -x 命令将libadd.a解压为add.o，目前LZ尚未发现其他便捷做法。
lib_srcs := $(shell find ./source -name "*.cpp")
lib_objs := $(lib_srcs:.cpp=.o)

compile_flags := -g -O3 -w -fPIC  -I ./include
linking_flags := -l dynamic -L ./ -Wl,-rpath=./

source/%.o : source/%.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags)
	ar -x lib/libadd.a

libdynamic.so : $(lib_objs) add.o
	g++ -shared $^ -o $@

dynamic_lib : libdynamic.so

main.o : main.cpp
	g++ -c $^ -o $@ $(compile_flags) 

test : main.o 
	g++ $^ -o $@ $(linking_flags)

all : dynamic_lib test

clean :
	rm -rf *.o source/*.o *.a *.so test

另外，linux系统下无法将动态库合入动态库或者静态库当中。
欢迎阅读LZ的其他博文：CMake静态库动态库的构建和链接之工程实用篇

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