GCC 使用库文件名进行链接

使用 GCC 进行 C/C++ 代码编译时，如果代码中使用到了库函数，需要使用 -l 选项指定该库函数所在的库。如：-lm、-lrt、-lpthread等。这种方式使用的是库的缩写。一个库的文件名如果是：libxxx.so 或 libxxx.a，则可以使用 -lxxx 进行链接。这种规则很常见，但是缺点也很明显。假设在一台 Linux 机器上，同时具有 libxxx.so 和 libxxx.a，GCC 会优先链接 libxxx.so。虽然，GCC 也提供了 -static 选项可以强制链接静态库。但是，这时候新的问题出现了，假设有两个库 x 和 y，他们都具有静态库和动态库两个版本。假设我想要链接 libx.so 和 liby.a，使用 -static 选项无法满足这个要求。我需要更加精细的控制，最好是直接根据文件名直接指定链接哪个版本的库文件，就没有任何歧义。

GCC 文档的关于 -l 选项的描述没有告诉我如何直接使用一个库文件名。于是翻看 ld 的文档。在关于 -l 选项的描述中，有这样一段话：

If namespec is of the form ‘:filename’, ld will search the library path for a file called filename, otherwise it will search the library path for a file called ‘libnamespec.a’.

也就是说可以使用 -l:filename 的形式直接指定库文件名。这个只是 ld 的选项，GCC 能不能直接使用还需要验证。设计三个 .cpp 文件，分为 x.cpp y.cpp 和 main.cpp。

// x.cpp
#include <iostream>

void print_x()
{
    std::cout << "x" << std::endl;
}

// y.cpp
#include <iostream>

void print_y()
{
    std::cout << "y" << std::endl;
}

// main.cpp
void print_x();
void print_y();

int main()
{
    print_x();
    print_y();
}

使用如下 Makefile 进行编译。x.cpp 编译成 libx.so 和 libx.a，y.cpp 编译成 liby.so 和 liby.a。main.cpp 与 libx.so 和 liby.a 编译连接成 main.out。

all : main

x :
	gcc -o libx.so -shared -fPIC x.cpp
	gcc -o x.o -c x.cpp
	ar crs libx.a x.o

y :
	gcc -o liby.so -shared -fPIC y.cpp
	gcc -o y.o -c y.cpp
	ar crs liby.a y.o

clean :
	rm -f *.out *.o *.so *.a

main : x y
	gcc -o main.out main.cpp -Wl,-rpath=./  -lstdc++ -L. -l:libx.so -l:liby.a

能直接通过编译，使用 ldd main.out 查看一下动态库依赖：

        linux-vdso.so.1 (0x00007ffe71ace000)
        libstdc++.so.6 => /lib64/libstdc++.so.6 (0x00007f1bdea54000)
        libx.so => ./libx.so (0x00007f1bdea4f000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f1bde845000)
        libm.so.6 => /lib64/libm.so.6 (0x00007f1bde769000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f1bdec7b000)
        libgcc_s.so.1 => /lib64/libgcc_s.so.1 (0x00007f1bde74e000)

可以看到 libx.so 被动态链接，而 liby.a 被静态链接，没有显示。执行 main.out，输出结果也符合预期。

x
y

由此可见，-l:filename 能直接用于 GCC。这种方法除了控制链接的库是静态的还是动态的之外，还能用于控制库的版本号。例如 libx.so 同时存在两个版本 libx.so.1 和 libx.so.2 ，可以使用 -l:libx.so.1 指定版本号为 1 的库。