【Linux 专题】嵌入式开发必备：静态库 + 动态库创建全指南（附一键编译脚本）【Linux 专题】嵌入式开发必备：静

【Linux 专题】嵌入式开发必备：静态库 + 动态库创建全指南（附一键编译脚本）

大家好，我是学嵌入式的小杨同学。在嵌入式 Linux 开发中，将核心模块打包成库文件（静态库.a/ 动态库.so）是必备技能 —— 既能实现代码复用（多个项目共享模块），又能隐藏核心逻辑、简化项目管理。今天就以四则运算模块为例，结合标准化项目结构（src/include/lib/output），手把手教你从 0 到 1 创建静态库和动态库，还附上一键编译脚本，直接套用即可！

一、先理清：静态库 vs 动态库的核心区别

在开始实操前，先明确两种库的差异，按需选择使用场景：

特性	静态库（.a）	动态库（.so）
链接方式	编译时直接嵌入可执行文件	运行时动态加载到内存
文件体积	可执行文件较大（包含库代码）	可执行文件较小（仅含库引用）
复用性	多个程序使用会重复嵌入，浪费内存	多个程序共享一份库，节省内存
更新维护	库更新后需重新编译程序	库更新后无需重新编译程序（接口兼容前提下）
嵌入式适配	适合资源受限设备（无运行时依赖）	适合需要灵活更新的场景（如驱动模块）

二、标准化项目结构（直接套用）

先搭建规范的项目目录，后续所有操作基于此结构，避免文件混乱：

plaintext

calc_project/ （项目根目录）
├── 0output/       # 存放最终可执行文件
├── 1src/          # 源代码目录（.c文件）
│   ├── Add.c      # 加法模块
│   ├── div.c      # 除法模块
│   ├── mul.c      # 乘法模块
│   ├── sub.c      # 减法模块
│   ├── utils.c    # 工具函数（如参数校验）
│   └── main.c     # 主函数（解析参数+调用库函数）
├── 2include/      # 头文件目录（.h文件）
│   ├── Add.h      # 加法函数声明
│   ├── Div.h      # 除法函数声明
│   ├── mul.h      # 乘法函数声明
│   ├── sub.h      # 减法函数声明
│   ├── utils.h    # 工具函数声明
│   └── calc.h     # 汇总头文件（方便主函数引用）
└── 3lib/          # 库文件目录（.o目标文件、.a/.so库文件）

补充核心头文件（2include/calc.h）

为了简化主函数引用，在2include目录下创建汇总头文件，无需逐个引入单个模块头文件：

运行

#ifndef CALC_H
#define CALC_H

// 引入所有模块头文件
#include "Add.h"
#include "Div.h"
#include "mul.h"
#include "sub.h"
#include "utils.h"

#endif

三、实操 1：创建静态库（libcalc.a）

静态库是 “编译时链接”，步骤分为 “生成目标文件→打包静态库→链接生成可执行文件”。

1. 生成目标文件（.o）

进入源代码目录，将所有模块编译为目标文件（仅编译不链接）：

bash

运行

# 1. 进入1src目录
cd 1src

# 2. 编译所有.c文件为.o文件，指定头文件路径为../2include
gcc -c Add.c div.c mul.c sub.c utils.c -I../2include

# 3. 将生成的.o文件移动到3lib目录（避免污染源代码目录）
mv *.o ../3lib

关键参数：-c（仅编译不链接）、-I../2include（指定头文件搜索路径）。

2. 打包目标文件为静态库（.a）

进入 3lib 目录，用ar命令将目标文件打包为静态库（库名必须以lib开头）：

bash

运行

# 1. 进入3lib目录
cd ../3lib

# 2. 打包所有.o文件为静态库libcalc.a
ar crsv libcalc.a Add.o div.o mul.o sub.o utils.o

命令解析：ar是静态库打包工具，c（创建库）、r（替换旧文件）、s（生成索引）、v（显示详细过程）。

3. 链接静态库生成可执行文件

回到项目根目录，编译主函数并链接静态库，生成最终可执行文件：

bash

运行

# 1. 回到项目根目录
cd ..

# 2. 编译main.c，链接静态库，输出到0output/main
gcc -o 0output/main 1src/main.c -L3lib -lcalc -I2include

关键参数：-L3lib（指定库文件搜索路径）、-lcalc（链接 libcalc.a，自动补全lib前缀和.a后缀）、-I2include（指定头文件路径）。

4. 运行程序

直接执行 0output 目录下的可执行文件，验证静态库是否生效：

bash

运行

./0output/main 10 + 5  # 调用加法模块，输出15
./0output/main 20 * 3  # 调用乘法模块，输出60

四、实操 2：创建动态库（libcalc.so）

动态库是 “运行时链接”，步骤与静态库类似，但需生成 “位置无关代码”，且运行时需指定库路径。

1. 生成位置无关目标文件（.o）

动态库要求目标文件是 “位置无关代码”（可在内存任意地址加载），编译时添加-fPIC参数：

bash

运行

# 1. 进入1src目录
cd 1src

# 2. 编译为位置无关目标文件，指定头文件路径
gcc -fPIC -c Add.c div.c mul.c sub.c utils.c -I../2include

# 3. 移动.o文件到3lib目录
mv *.o ../3lib

关键参数：-fPIC（生成位置无关代码，动态库必备）。

2. 生成动态库（.so）

进入 3lib 目录，用gcc -shared命令将目标文件打包为动态库（库名必须以lib开头，后缀.so）：

bash

运行

# 1. 进入3lib目录
cd ../3lib

# 2. 生成动态库libcalc.so
gcc -shared -o libcalc.so Add.o div.o mul.o sub.o utils.o

关键参数：-shared（指定生成动态库）。

3. 链接动态库生成可执行文件

与静态库链接命令完全一致，编译器会自动区分静态库和动态库：

bash

运行

# 1. 回到项目根目录
cd ..

# 2. 编译main.c，链接动态库，输出到0output/main
gcc -o 0output/main 1src/main.c -L3lib -lcalc -I2include

4. 运行程序（动态库路径配置）

动态库运行时需让系统找到它，否则会报错 “找不到库文件”，提供两种解决方案：

方式 1：临时生效（当前终端）

适合开发测试，仅当前终端有效：

bash

运行

# 1. 指定动态库搜索路径（临时添加到环境变量）
export LD_LIBRARY_PATH=./3lib:$LD_LIBRARY_PATH

# 2. 运行程序
./0output/main 15 / 3  # 输出5

方式 2：永久生效（推荐）

将动态库复制到系统默认库目录（/usr/lib），所有终端均可使用：

bash

运行

# 1. 复制动态库到系统库目录（需sudo权限）
sudo cp 3lib/libcalc.so /usr/lib

# 2. 运行程序（无需再配置路径）
./0output/main 8 - 2  # 输出6

五、避坑指南：常见错误解决

1. 报错 “与../3lib/xxx.o 为同一文件”

原因：在 3lib 目录下执行了mv *.o ../3lib，源路径和目标路径相同；
解决：回到 1src 目录编译生成.o 文件，再移动到 3lib（严格按步骤操作）。

2. 动态库运行报错 “error while loading shared libraries”

原因：系统找不到动态库；
解决：按上述 “动态库路径配置” 操作，或在链接时指定-Wl,-rpath=./3lib（嵌入库路径到可执行文件）。

3. 编译时 “找不到头文件”

原因：未指定头文件路径，或路径错误；
解决：确保编译命令中添加-I2include（头文件在项目根目录的 2include 目录）。

六、福利：一键编译脚本（build.sh）

为了避免重复输入命令，编写一键编译脚本，支持静态库 / 动态库快速构建，直接放在项目根目录：

bash

运行

#!/bin/bash

# 一键编译脚本：支持静态库（static）和动态库（dynamic）
# 使用方式：./build.sh static 或 ./build.sh dynamic

# 检查参数
if [ $# -ne 1 ]; then
    echo "用法：./build.sh static（静态库） 或 ./build.sh dynamic（动态库）"
    exit 1
fi

# 创建必要目录（若不存在）
mkdir -p 0output 3lib

# 编译目标文件
echo "=== 生成目标文件 ==="
cd 1src
if [ "$1" = "dynamic" ]; then
    # 动态库：生成位置无关代码
    gcc -fPIC -c Add.c div.c mul.c sub.c utils.c -I../2include
else
    # 静态库：普通目标文件
    gcc -c Add.c div.c mul.c sub.c utils.c -I../2include
fi
mv *.o ../3lib
cd ..

# 打包库文件
echo "=== 打包库文件 ==="
cd 3lib
if [ "$1" = "dynamic" ]; then
    # 生成动态库
    gcc -shared -o libcalc.so Add.o div.o mul.c sub.o utils.o
else
    # 生成静态库
    ar crsv libcalc.a Add.o div.o mul.o sub.o utils.o
fi
cd ..

# 链接生成可执行文件
echo "=== 生成可执行文件 ==="
gcc -o 0output/main 1src/main.c -L3lib -lcalc -I2include

# 提示运行方式
echo "=== 编译完成 ==="
if [ "$1" = "dynamic" ]; then
    echo "运行方式：export LD_LIBRARY_PATH=./3lib:$LD_LIBRARY_PATH && ./0output/main"
else
    echo "运行方式：./0output/main"
fi

脚本使用方法

给脚本添加执行权限：

bash

运行
```
chmod +x build.sh
```
构建静态库并编译：

bash

运行
```
./build.sh static
```
构建动态库并编译：

bash

运行
```
./build.sh dynamic
```

七、总结：嵌入式库开发核心要点

项目结构标准化：src（源码）、include（头文件）、lib（库文件）、output（可执行文件），便于维护和复用；
静态库适合资源受限设备（无运行时依赖），动态库适合需要灵活更新的场景；
动态库关键：-fPIC（位置无关代码）、-shared（生成动态库）、运行时配置库路径；
一键脚本提升效率：避免重复命令，适合日常开发和项目部署。

掌握库文件的创建和使用，能让你的嵌入式项目更规范、更灵活，比如将常用的串口驱动、传感器采集模块打包成库，多个项目直接引用即可。