linux里命令pkg-config工具的使用

embeded-linux

一、編譯和連接

        一般來說，如果庫的頭文件不在 /usr/include 目錄中，那么在編譯的時候需要用 -I 參數(shù)指定其路徑。由于同一個庫在不同系統(tǒng)上可能位于不同的目錄下，用戶安裝庫的時候也可以將庫安裝在不同的目錄下，所以即使使用同一個庫，由于庫的路徑的 不同，造成了用 -I 參數(shù)指定的頭文件的路徑也可能不同，其結(jié)果就是造成了編譯命令界面的不統(tǒng)一。如果使用 -L 參數(shù)，也會造成連接界面的不統(tǒng)一。編譯和連接界面不統(tǒng)一會為庫的使用帶來麻煩。

       為了解決編譯和連接界面不統(tǒng)一的問題，人們找到了一些解決辦法。其基本思想就是：事先把庫的位置信息等保存起來，需要的時候再通過特定的工具將其中有用的 信息提取出來供編譯和連接使用。這樣，就可以做到編譯和連接界面的一致性。其中，目前最為常用的庫信息提取工具就是下面介紹的 pkg-config。

       pkg-config 是通過庫提供的一個 .pc 文件獲得庫的各種必要信息的，包括版本信息、編譯和連接需要的參數(shù)等。這些信息可以通過 pkg-config 提供的參數(shù)單獨(dú)提取出來直接供編譯器和連接器使用。

The pkgconfig package contains tools for passing the include path and/or library paths to build tools during the make file execution.

pkg-config is a function that returns meta information for the specified library.

The default setting for PKG_CONFIG_PATH is /usr/lib/pkgconfig because of the prefix we use to install pkgconfig. You may add to PKG_CONFIG_PATH by exporting additional paths on your system where pkgconfig files are installed. Note that PKG_CONFIG_PATH is only needed when compiling packages, not during run-time.

        在默認(rèn)情況下，每個支持 pkg-config 的庫對應(yīng)的 .pc 文件在安裝后都位于安裝目錄中的 lib/pkgconfig 目錄下。例如，我們在上面已經(jīng)將 Glib 安裝在 /opt/gtk 目錄下了，那么這個 Glib 庫對應(yīng)的 .pc 文件是 /opt/gtk/lib/pkgconfig 目錄下一個叫 glib-2.0.pc 的文件：

prefix=/opt/gtk/
exec_prefix=${prefix}
libdir=${exec_prefix}/lib
includedir=${prefix}/include

glib_genmarshal=glib-genmarshal
gobject_query=gobject-query
glib_mkenums=glib-mkenums

Name: GLib
Description: C Utility Library
Version: 2.12.13
Libs: -L${libdir} -lglib-2.0
Cflags: -I${includedir}/glib-2.0 -I${libdir}/glib-2.0/include

使用 pkg-config 的 --cflags 參數(shù)可以給出在編譯時所需要的選項(xiàng)，而 --libs 參數(shù)可以給出連接時的選項(xiàng)。例如，假設(shè)一個 sample.c 的程序用到了 Glib 庫，就可以這樣編譯：

$ gcc -c `pkg-config --cflags glib-2.0` sample.c

然后這樣連接：

$ gcc sample.o -o sample `pkg-config --libs glib-2.0`

或者上面兩步也可以合并為以下一步：

$ gcc sample.c -o sample `pkg-config --cflags --libs glib-2.0`

可以看到：由于使用了 pkg-config 工具來獲得庫的選項(xiàng)，所以不論庫安裝在什么目錄下，都可以使用相同的編譯和連接命令，帶來了編譯和連接界面的統(tǒng)一。

使用 pkg-config 工具提取庫的編譯和連接參數(shù)有兩個基本的前提：

1. 庫本身在安裝的時候必須提供一個相應(yīng)的 .pc 文件。不這樣做的庫說明不支持 pkg-config 工具的使用。
2. pkg-config 必須知道要到哪里去尋找此 .pc 文件。

GTK+ 及其依賴庫支持使用 pkg-config 工具，所以剩下的問題就是如何告訴 pkg-config 到哪里去尋找?guī)鞂��?yīng)的 .pc 文件，這也是通過設(shè)置搜索路徑來解決的。

       對于支持 pkg-config 工具的 GTK+ 及其依賴庫來說，庫的頭文件的搜索路徑的設(shè)置變成了對 .pc 文件搜索路徑的設(shè)置。.pc 文件的搜索路徑是通過環(huán)境變量 PKG_CONFIG_PATH 來設(shè)置的，pkg-config 將按照設(shè)置路徑的先后順序進(jìn)行搜索，直到找到指定的 .pc 文件為止。

安裝完 Glib 后，在 bash 中應(yīng)該進(jìn)行如下設(shè)置：

$ export PKG_CONFIG_PATH=/opt/gtk/lib/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH

可以執(zhí)行下面的命令檢查是否 /opt/gtk/lib/pkgconfig 路徑已經(jīng)設(shè)置在 PKG_CONFIG_PATH 環(huán)境變量中：

$ echo $PKG_CONFIG_PATH

這樣設(shè)置之后，使用 Glib 庫的其它程序或庫在編譯的時候 pkg-config 就知道首先要到 /opt/gtk/lib/pkgconfig 這個目錄中去尋找 glib-2.0.pc 了（GTK+ 和其它的依賴庫的 .pc 文件也將拷貝到這里，也會首先到這里搜索它們對應(yīng)的 .pc 文件）。之后，通過 pkg-config 就可以把其中庫的編譯和連接參數(shù)提取出來供程序在編譯和連接時使用。

另外還需要注意的是：環(huán)境變量的設(shè)置只對當(dāng)前的終端窗口有效。如果到了沒有進(jìn)行上述設(shè)置的終端窗口中，pkg-config 將找不到新安裝的 glib-2.0.pc 文件、從而可能使后面進(jìn)行的安裝（如 Glib 之后的 Atk 的安裝）無法進(jìn)行。

       在我們采用的安裝方案中，由于是使用環(huán)境變量對 GTK+ 及其依賴庫進(jìn)行的設(shè)置，所以當(dāng)系統(tǒng)重新啟動、或者新開一個終端窗口之后，如果想使用新安裝的 GTK+ 庫，需要如上面那樣重新設(shè)置 PKG_CONFIG_PATH 和 LD_LIBRARY_PATH 環(huán)境變量。

這種使用 GTK+ 的方法，在使用之前多了一個對庫進(jìn)行設(shè)置的過程。雖然顯得稍微繁瑣了一些，但卻是一種最安全的使用 GTK+ 庫的方式，不會對系統(tǒng)上已經(jīng)存在的使用了 GTK+ 庫的程序（比如 GNOME 桌面）帶來任何沖擊。

為了使庫的設(shè)置變得簡單一些，可以把下面的這兩句設(shè)置保存到一個文件中（比如 set_gtk-2.10 文件）:

export PKG_CONFIG_PATH=/opt/gtk/lib/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/gtk/lib:$LD_LIBRARY_PATH

之后，就可以用下面的方法進(jìn)行庫的設(shè)置了（其中的 source 命令也可以用 . 代替）：

$ source set_gtk-2.10

只有在用新版的 GTK+ 庫開發(fā)應(yīng)用程序、或者運(yùn)行使用了新版 GTK+ 庫的程序的時候，才有必要進(jìn)行上述設(shè)置。

           如果想避免使用 GTK+ 庫之前上述設(shè)置的麻煩，可以把上面兩個環(huán)境變量的設(shè)置在系統(tǒng)的配置文件中（如 /etc/profile）或者自己的用戶配置文件中（如 ~/.bash_profile） ；庫的搜索路徑也可以設(shè)置在 /etc/ld.so.conf 文件中，等等。這種設(shè)置在系統(tǒng)啟動時會生效，從而會導(dǎo)致使用 GTK+ 的程序使用新版的 GTK+ 運(yùn)行庫，這有可能會帶來一些問題。當(dāng)然，如果你發(fā)現(xiàn)用新版的 GTK+ 代替舊版沒有什么問題的話，使用這種設(shè)置方式是比較方便的。加入到~/.bashrc中，例如：
PKG_CONFIG_PATH=/opt/gtk/lib/pkgconfig
重啟之后：
[root@localhost ~]# echo $PKG_CONFIG_PATH
/opt/gtk/lib/pkgconfig


二、運(yùn)行時

        庫文件在連接（靜態(tài)庫和共享庫）和運(yùn)行（僅限于使用共享庫的程序）時被使用，其搜索路徑是在系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)置的。一般 Linux 系統(tǒng)把 /lib 和 /usr/lib 兩個目錄作為默認(rèn)的庫搜索路徑，所以使用這兩個目錄中的庫時不需要進(jìn)行設(shè)置搜索路徑即可直接使用。對于處于默認(rèn)庫搜索路徑之外的庫，需要將庫的位置添加到 庫的搜索路徑之中。設(shè)置庫文件的搜索路徑有下列兩種方式，可任選其一使用：

1. 在環(huán)境變量 LD_LIBRARY_PATH 中指明庫的搜索路徑。
2. 在 /etc/ld.so.conf 文件中添加庫的搜索路徑。

        將自己可能存放庫文件的路徑都加入到/etc/ld.so.conf中是明智的選擇 ^_^
添加方法也極其簡單，將庫文件的絕對路徑直接寫進(jìn)去就OK了，一行一個。例如：
/usr/X11R6/lib
/usr/local/lib
/opt/lib
        需要注意的是：第二種搜索路徑的設(shè)置方式對于程序連接時的庫（包括共享庫和靜態(tài)庫）的定位已經(jīng)足夠了，但是對于使用了共享庫的程序的執(zhí)行還是不夠的。這是 因?yàn)闉榱思涌斐绦驁?zhí)行時對共享庫的定位速度，避免使用搜索路徑查找共享庫的低效率，所以是直接讀取庫列表文件 /etc/ld.so.cache 從中進(jìn)行搜索的。/etc/ld.so.cache 是一個非文本的數(shù)據(jù)文件，不能直接編輯，它是根據(jù) /etc/ld.so.conf 中設(shè)置的搜索路徑由 /sbin/ldconfig 命令將這些搜索路徑下的共享庫文件集中在一起而生成的（ldconfig 命令要以 root 權(quán)限執(zhí)行）。因此，為了保證程序執(zhí)行時對庫的定位，在 /etc/ld.so.conf 中進(jìn)行了庫搜索路徑的設(shè)置之后，還必須要運(yùn)行 /sbin/ldconfig 命令更新 /etc/ld.so.cache 文件之后才可以。ldconfig ,簡單的說，它的作用就是將/etc/ld.so.conf列出的路徑下的庫文件 緩存到/etc/ld.so.cache 以供使用。因此當(dāng)安裝完一些庫文件，(例如剛安裝好glib)，或者修改ld.so.conf增加新的庫路徑后，需要運(yùn)行一下 /sbin/ldconfig使所有的庫文件都被緩存到ld.so.cache中，如果沒做，即使庫文件明明就在/usr/lib下的，也是不會被使用 的，結(jié)果編譯過程中抱錯，缺少xxx庫，去查看發(fā)現(xiàn)明明就在那放著，搞的想大罵computer蠢豬一個。 ^_^
       在程序連接時，對于庫文件（靜態(tài)庫和共享庫）的搜索路徑，除了上面的設(shè)置方式之外，還可以通過 -L 參數(shù)顯式指定。因?yàn)橛?-L 設(shè)置的路徑將被優(yōu)先搜索，所以在連接的時候通常都會以這種方式直接指定要連接的庫的路徑。
      

        前面已經(jīng)說明過了，庫搜索路徑的設(shè)置有兩種方式：在環(huán)境變量 LD_LIBRARY_PATH 中設(shè)置以及在 /etc/ld.so.conf 文件中設(shè)置。其中，第二種設(shè)置方式需要 root 權(quán)限，以改變 /etc/ld.so.conf 文件并執(zhí)行 /sbin/ldconfig 命令。而且，當(dāng)系統(tǒng)重新啟動后，所有的基于 GTK2 的程序在運(yùn)行時都將使用新安裝的 GTK+ 庫。不幸的是，由于 GTK+ 版本的改變，這有時會給應(yīng)用程序帶來兼容性的問題，造成某些程序運(yùn)行不正常。為了避免出現(xiàn)上面的這些情況，在 GTK+ 及其依賴庫的安裝過程中對于庫的搜索路徑的設(shè)置將采用第一種方式進(jìn)行。這種設(shè)置方式不需要 root 權(quán)限，設(shè)置也簡單：

$ export LD_LIBRARY_PATH=/opt/gtk/lib:$LD_LIBRARY_PATH

可以用下面的命令查看 LD_LIBRAY_PATH 的設(shè)置內(nèi)容：

$ echo $LD_LIBRARY_PATH

至此，庫的兩種設(shè)置就完成了。