GCC -l选项：手动添加链接库

链接器把多个二进制的目标文件（object file）链接成一个单独的可执行文件。在链接过程中，它必须把符号（变量名、函数名等一些列标识符）用对应的数据的内存地址（变量地址、函数地址等）替代，以完成程序中多个模块的外部引用。

而且，链接器也必须将程序中所用到的所有C标准库函数加入其中。对于链接器而言，链接库不过是一个具有许多目标文件的集合，它们在一个文件中以方便处理。

当把程序链接到一个链接库时，只会链接程序所用到的函数的目标文件。在已编译的目标文件之外，如果创建自己的链接库，可以使用 ar 命令。

标准库的大部分函数通常放在文件 libc.a 中（文件名后缀 .a代表“achieve”，译为“获取”），或者放在用于共享的动态链接文件 libc.so 中（文件名后缀 .so代表“share object”，译为“共享对象”）。这些链接库一般位于 /lib/ 或 /usr/lib/，或者位于 GCC 默认搜索的其他目录。

当使用 GCC 编译和链接程序时，GCC 默认会链接 libc.a 或者 libc.so，但是对于其他的库（例如非标准库、第三方库等），就需要手动添加。

令人惊讶的是，标准头文件 < math.h> 对应的数学库默认也不会被链接，如果没有手动将它添加进来，就会发生函数未定义错误。

GCC 的 -l选项（小写的 L）可以让我们手动添加链接库。下面我们编写一个数学程序 main.c，并使用到了 cos() 函数，它位于 <math.h> 头文件。

//main.c
#include <stdio.h>      /* printf */
#include <math.h>       /* cos */
#define PI 3.14159265
int main ()
{
    double param, result;
    param = 60.0;
    result = cos ( param * PI / 180.0 );
    printf ("The cosine of %f degrees is %f.\n", param, result );
    return 0;
}

如果我们不使用 -l 选项：

[root@bogon demo]# gcc main.c
/tmp/ccYfkZJk.o: In function `main':
main.c:(.text+0x34): undefined reference to `cos'
collect2: ld returned 1 exit status

显然，GCC 编译器无法找到 cos() 这个函数。为了编译这个 main.c，必须使用 -l选项，以链接数学库：

[root@bogon demo]# gcc main.c -o main.out -lm

数学库的文件名是 libm.a。前缀 lib和后缀 .a是标准的， m是基本名称，GCC 会在 -l选项后紧跟着的基本名称的基础上自动添加这些前缀、后缀，本例中，基本名称为 m。

在支持动态链接的系统上，GCC 自动使用在 Darwin 上的共享链接库 libm.so 或 libm.dylib。

链接其它目录中的库

通常，GCC 会自动在标准库目录中搜索文件，例如 /usr/lib，如果想链接其它目录中的库，就得特别指明。有三种方式可以链接在 GCC 搜索路径以外的链接库，下面我们分别讲解。

1) 把链接库作为一般的目标文件，为 GCC 指定该链接库的完整路径与文件名。

例如，如果链接库名为 libm.a，并且位于 /usr/lib 目录，那么下面的命令会让 GCC 编译 main.c，然后将 libm.a 链接到 main.o：

[root@bogon demo]# gcc main.c -o main.out /usr/lib/libm.a

2) 使用 -L选项，为 GCC 增加另一个搜索链接库的目录：

[root@bogon demo]# gcc main.c -o main.out -L/usr/lib -lm

可以使用多个 -L选项，或者在一个 -L选项内使用冒号分割的路径列表。

3) 把包括所需链接库的目录加到环境变量 LIBRARYPATH 中。