MSVC编译环境介绍—编译链接基础知识

作者：罗上文，微信：Loken1，公众号：FFmpeg弦外之音

MSVC 是 windows 比较早期的编译工具链，这个工具链主要有两个软件， cl.exe（编译器）跟 link.exe（链接器）。

这两个软件通常集成在 vs2019 里面。点击 vs2019 菜单栏 Tool → Get Toole and Feature ，如下：

安装上 MSVC 之后，需要找到 x64 Native Tools Command Prompt for VS 2019，这个是 vs2019 的CMD，用这个 CMD 启动命令行会有 vs2019 的环境变量。

打开后，可以使用 where 查询 cl.exe 跟 link.exe 的位置。如下：

下面就来使用一下 cl 跟 link 来编译 C 代码，其实这两个软件跟之前在 Linux 环境用 gcc 是类似的。都是单个文件编译，把 C程序编译成字节码，然后用链接器把多个字节码文件链接在一起。

还是以之前的单文件项目 c-single 为例，hello.c 代码如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("hello ffmpeg \r\n");
    return 0;
}

我在 D 盘创建了 c-single 文件夹，把 hello.c 放在里面。然后在 vs2019 的CMD 里面使用 cl.exe 编译这个文件。如下：

cl.exe /c /Fohello.obj hello.c

上面命令中的 /c 跟 linux gcc 的 -c 一样，都是只编译，不进行链接操作。cl.exe 的选项习惯都是 / 开头的，而 gcc 的选项是以 - 开头。

目前 cl.exe 也支持 -c 的写法。

/Fo 这个选项是指定输出的目标文件名。

Windows 平台编译过程通常会遇到有 3种后缀的文件。

1，.obj 后缀，这是目标文件。

2，.lib 后缀，这个是静态库，或者是动态库的 import 库。

3，.dll 后缀，动态库。

Windows 的动态库跟 Linux 的动态库不太一样，Linux 是把所有信息都放在 so 文件里面，而 Windows 把 import 导入信息单独放在 lib 文件来让编译阶段能找到关联关系，实现隐式调用动态库。

因此，Windows 的dll 动态库，在编译以及链接阶段都不需要使用，只有程序运行的时候才需要。编译以及链接阶段需要用到动态库的 import 库即可。

而 Linux 的 so 动态库，我们在编译的时候要指定so文件，运行的时候也要指定so文件，因为他所有信息都放在一起了。

无论是 .obj，.lib，.dll 其实他们的文件格式都是 COFF 格式。而 Windows 的 PE 格式跟 Linux 的 ELF 格式都是基于 COFF 格式发展来的。

exe 文件就是 PE 格式。PE 跟 ELF 有很多相似之处，都是基于段的结构。

我们已经编译出来 hello.obj 目标文件了，怎么查看里面的内容呢？Windows 提供了跟 Linux 的 objdump 类似的工具 dumpbin。

我们查看一下 hello.obj 里面的汇编代码，命令如下：

dumpbin /DISASM hello.obj

从上图可以看到，printf 的地址也是没有修正的。

不过 dumpbin 是命令行工具，对于初学者还是不太优好，这里推荐 PEview 跟 HxD 来查看 PE/COFF 文件。

回到本文主题，hello.obj 已经出来了，下面就到链接阶段，因为 hello.c 是 C 程序，所以跟 Linux 类似，需要链接 C运行时库。命令如下：

link.exe /DEBUG /OUT:hello.exe hello.obj

/OUT 是指定输出文件名。

我们想知道这个 hello.exe 链接的 C运行时是动态的还是静态的，可以使用 dumpbin 命令来查看，如下：

提醒： Dependencies 工具查看动态库依赖不太准，还是用 dumpbin 靠谱。

dumpbin /dependents hello.exe

在 Windows 平台， C运行时库是 libcmt.lib（静态库）跟 msvcrt.dll （动态库），因为上图没出现 msvcrt.dll ，所以 hello.exe 默认是静态链接 C运行时库。

那么有什么方法可以让 hello.exe 动态链接 C运行时库呢？使用 /MD 选项即可。如下：

cl.exe /c /MD /Fohello-md.obj hello.c
link.exe /DEBUG /OUT:hello-md.exe hello-md.obj
dumpbin /dependents hello-md.exe

Windows 指定动态还是静态，是在编译阶段指定的，编译阶段指定之后会保存链接信息进 obj 文件的 .drectv 段，然后链接阶段就会取这些信息。如下：

如果要静态链接 C运行时库，可以使用 /MT ，这个是默认值。

扩展知识：hello.c 的代码其实也是跨平台的，linux 跟 windows 都可以编译，不需要改动源代码。大家可能经常听说 C++ 的跨平台比较好，但实际上，C语言的很多语法函数，目前也是可以跨平台使用的。

任何一门技术，刚出来的时候，都是混乱的，包括C语言。20世纪70年代C语言变得非常流行时，许多大学、公司和组织都自发地编写自己的C语言变种和基础函数库，因此当到了80年代时，C语言已经出现了大量的变种和多种不同的基础函数库，这对代码迁移等方面造成了巨大的障碍。

因此美国国家标准协会成立了一个委员会，建立了 ANSI C 标准，也就是后来的 C89 标准。标准定义了 C运行时库的一些行为。

printf 这个函数是C运行时库里面的函数，C 运行时库屏蔽了不同的系统实现，提供统一的函数给上层用，例如 windows 下的 printf 的内部实现其实是跟 Linux 的 printf 不太一样的。windows 调的是 win32 API 函数。

参考资料：

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