Linux编译器-gcc/g++使用

目录

1. 背景知识

2. gcc如何完成

2.1 预处理(进行宏替换)

2.2 编译（生成汇编）

2.3 汇编（生成机器可识别代码）

2.4 链接（生成可执行文件或库文件）

3 函数库

3.1 分类

3.2 图解

4 gcc选项

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1. 背景知识

        1. 预处理（进行宏替换)

        2. 编译（生成汇编)

        3. 汇编（生成机器可识别代码）

        4. 连接（生成可执行文件或库文件)

2. gcc如何完成

        格式 gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

 

2.1 预处理(进行宏替换)

        预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。

        预处理指令是以#号开头的代码行。

        实例: gcc –E hello.c –o hello.i

        选项“-E”,该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程。

        选项“-o”是指目标文件,“ .i”文件 为已经过预处理的C原始程序。

[root@VM-12-17-centos lesson7]# vim myfile.c
[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc -E myfile.c -o myfile.i
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ll
total 24
-rw-r--r-- 1 root root   526 Jan 11 09:21 myfile.c
-rw-r--r-- 1 root root 17255 Jan 11 09:22 myfile.i

        右侧预处理时会有头文件展开        条件编译，裁剪 

 

 

2.2 编译（生成汇编）

        在这个阶段中,gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。

        用户可以使用“-S”选项来进行查看,该选项只进行编译而不进行汇编,生成汇编代码。

        实例:gcc -S myfile.c

                gcc -S myfile.i   

                gcc -S myfile.i -o myfile.s

[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc -S myfile.c
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ll
total 28
-rw-r--r-- 1 root root   525 Jan 11 09:38 myfile.c
-rw-r--r-- 1 root root 17255 Jan 11 09:22 myfile.i
-rw-r--r-- 1 root root  1010 Jan 11 09:38 myfile.s


[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc -S myfile.i
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ll
total 28
-rw-r--r-- 1 root root   525 Jan 11 09:38 myfile.c
-rw-r--r-- 1 root root 17254 Jan 11 09:40 myfile.i
-rw-r--r-- 1 root root  1010 Jan 11 09:41 myfile.s

[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc -S myfile.i -o myfile.s
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ll
total 28
-rw-r--r-- 1 root root   525 Jan 11 09:38 myfile.c
-rw-r--r-- 1 root root 17254 Jan 11 09:40 myfile.i
-rw-r--r-- 1 root root  1010 Jan 11 09:44 myfile.s

 

2.3 汇编（生成机器可识别代码）

        汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件

        读者在此可使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为 “.o”的二进制目标代码 了

        实例: gcc -c myfile.s 

                 gcc -c myfile.s -o myfile.o

[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc -c myfile.s
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ll
total 32
-rw-r--r-- 1 root root   525 Jan 11 09:38 myfile.c
-rw-r--r-- 1 root root 17254 Jan 11 09:40 myfile.i
-rw-r--r-- 1 root root  2408 Jan 11 09:48 myfile.o
-rw-r--r-- 1 root root  1010 Jan 11 09:44 myfile.s

[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc -c myfile.s -o myfile.o
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ll
total 32
-rw-r--r-- 1 root root   525 Jan 11 09:38 myfile.c
-rw-r--r-- 1 root root 17254 Jan 11 09:40 myfile.i
-rw-r--r-- 1 root root  2408 Jan 11 09:48 myfile.o
-rw-r--r-- 1 root root  1010 Jan 11 09:44 myfile.s

2.4 链接（生成可执行文件或库文件）

        在成功编译之后,就进入了链接阶段。

        实例: gcc myfile.c

                 gcc -o myfile1 myfile.c

                 gcc myfile.c -o myfile2(-o后面接文件名）

                 gcc myfile.o -o myfile

[root@VM-12-17-centos ~]# cd lesson7
[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc myfile.c
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ls
a.out  myfile.c
[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc -o myfile1 myfile.c
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ls
a.out  myfile1  myfile.c
[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc myfile.c -o myfile2
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ls
a.out  myfile1  myfile2  myfile.c

[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc myfile.o -o myfile
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ll
total 44
-rwxr-xr-x 1 root root  8408 Jan 11 09:52 myfile
-rw-r--r-- 1 root root   525 Jan 11 09:38 myfile.c
-rw-r--r-- 1 root root 17254 Jan 11 09:40 myfile.i
-rw-r--r-- 1 root root  2408 Jan 11 09:48 myfile.o
-rw-r--r-- 1 root root  1010 Jan 11 09:44 myfile.s

 

 

 

 头文件：

3 函数库

        我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实“printf”函数的呢?

        最后的答案是:系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中去了,在没有特别指定时,gcc 会到系统默认的搜索路径“/usr/lib”下进行查找,也就是链接到 libc.so.6 库函数中去,这样就能实现函数“printf”了,而这也就是链接的作用

 

3.1 分类

静态库&&动态库

        静态库是指编译链接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件中,因此生成的文件比较大,但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为“.a”

         libXXXXXXX.a        (windows下是.lib)

        动态库与之相反,在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中,而是在程序执行时由运行时链接文件加载库,这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为“.so”,如前面所述的 libc.so.6 就是动态库。

        libXXXXXXXX.so        (windows下是.dll)

        gcc 在编译时默认使用动态库。完成了链接之后,gcc 就可以生成可执行文件.

        gcc默认生成的二进制程序，是动态链接的，这点可以通过 file 命令验证。

 

3.2 图解

举一个不太恰当的例子：

        

        计划表相当于一个待完成的程序；

        程序内有我可以自己完成的东西，也有我需要向外寻找解决方法的事情；

        我怎么知道有外部的方法（去网吧）？学长说的，并且我记住了，这就是链接的过程，学长相当于编译器中的链接器；

        而我该在外部的库内如何寻找我需要的那个库函数？

好比网吧老板给我开了一台3号机，我就明白我要去3号机，当我完成了这次上网，我就回去，并完成接下来的程序；

        该网把不止供我一个人上网，该高中很多很多学生可能都会在这里使用电脑，该网吧被我们共享，这是个共享网吧，动态库==共享库，一旦该网吧被迫关门，用户就会受到影响

        第二个学期，我觉得我想要一台电脑方便学习，于是家里人帮我询问周边网吧找到适合我的电脑，当网吧被迫关门时，不影响我的电脑正常运行

 

1.库分为静态库(专门让编译器，对用户的程序进行静态链接的)和动态库(专门让编译器，对用户的程序进行动态链接的)
2.静态库和静态链接:链接的时候，如果是静态链接，找到静态库，拷贝静态库中的我所需要的代码到我自己的可执行程序中
3.动态库和动态链接:链接的时候，如果是动态链接，找到动态库，拷贝动态库中的我所需要的代码的地址到我自己的可执行程序中相关的位置

4.静态链接成功:我们的程序，不依赖任何库，自己就可以独立运行
5.动态链接成功:我们的程序，还是依赖动态库，一旦动态库缺失，我们的程序便无法运行!
6.静态库，因为自身拷贝的问题，比较浪费空间
7. 动态库:因为可以做到被大家共享方法，所以真正的实现永远都是在库中，程序内部只有地址，比较节省空间
8.静态库 vs 动态库:Linux默认使用的是动态链接和动态库!

 默认动态链接

[root@VM-12-17-centos lesson7]# file myfile
myfile: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=a7082dc16a9d7e4ce765de50f2267f11b14fd55f, not stripped

静态链接：gcc myfile.c -o myfile-static -static

如果出现/usr/bin/ld: cannot find -lc
collect2: error: ld returned 1 exit status，，说明未安装libc.a**

sudo yum install glibc-static

[root@VM-12-17-centos lesson7]# gcc myfile.c -o myfile-static -static
[root@VM-12-17-centos lesson7]# ll
total 860
-rwxr-xr-x 1 root root   8408 Jan 11 09:52 myfile
-rw-r--r-- 1 root root    525 Jan 11 09:38 myfile.c
-rwxr-xr-x 1 root root 861384 Jan 11 13:37 myfile-static
[root@VM-12-17-centos lesson7]# file myfile-static
myfile-static: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (GNU/Linux), statically linked, for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=212748986ff96b89646a13dd7e815a08fd80c079, not stripped

 

4 gcc选项

 

• -E 只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里面
• -S  编译到汇编语言不进行汇编和链接
• -c  编译到目标代码
• -o 文件输出到 文件
• -static 此选项对生成的文件采用静态链接
• -g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
• -shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
• -O0
• -O1
• -O2
• -O3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3优化级别最高
• -w  不生成任何警告信息。
• -Wall 生成所有警告信息。

• gcc选项记忆  esc,iso例子