Linux学习篇（三）：学习 gcc

GCC, the GNU Compiler Collection

 

一: 基础知识

编程语言可以分为 编译型语言 和 解释型语言。编译型语言常见的有  C、C++ ，而解释型语言 如 PHP、Python。Java半编译半解释，Java源码先是编译成 字节码 ，字节码再放到 Java 虚拟机啊中运行。

• 1.1 编译型语言

处理器只认识 0/1 组成的机器码指令，不同平台（ARM、x86_64）的指令集不同。关于指令集有 RISC(精简指令集)、CISC(复杂指令集) 的概念。物理上的处理器芯片可以称为 指令集 的实现。如同 C/C++中 .C 文件中的函数定义是 h头文件中函数原型的 实现。芯片处理指令的过程，可以从FPGA设计RS232控制器窥探一二。 C/C++编译的最终结果是机器码，不同平台的指令集不同，相同的 C/C++ 源码可以运行在不同的平台上，这其中靠的是 对应不同平台的 编译器 。发散来说，C++有 C++11、C++17、C++20 各个标准，编译器支持这些标准你才能 顺利编译 符合标准规范的代码，不然就编译出错了。  C/C++ 编译过程可以分为 4大阶段,分别是  预处理阶段(  Preprocess )、编译阶段( Compile )、汇编阶段( Assemble )、链接阶段( Link )。

• 1.2 解释型语言

解释型语言编写完 源码 后不需要编译成机器码，直接依靠解释器来执行。 执行速度没有编译型语言快。

 

二：工作环境

• 2.1 当前工作目录：

<<huaecase@Huaecase ~ >>$  pwd
/home/huaecase

<<huaecase@Huaecase ~ >>$ ls
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#返回为空，当前目录下无文件(夹)

 

三：完整流程：

• 3.1 Ctrl+Alt+t 打开终端编辑一个 huae.c

<<huaecase@Huaecase ~ >>$   sudo vim huae.c　　　
#sudo 表示以管理员身份编辑，或者chmod 命令更改huae.c 的读写权限，不然普通可能无法保存更改。

• 3.2 huae.c 中输入以下内容：　

#include <stdio.h>

int main()
{
　　printf("Hello C\n");
　　return 0;
}

　　目录下有文件：

<<huaecase@Huaecase ~ >>$  ls
 huae.c

• 3.3 简单编译：

<<huaecase@Huaecase ~ >>$   gcc huae.c

　　新增了 a.out 文件：

<<huaecase@Huaecase ~ >>$  ls
a.out  huae.c

• 3.4 执行:  ( 要加 . /  前缀 )

<<huaecase@Huaecase ~ >>$  ./a.out
Hello C

 

四：过程详解

• 4.1 文件类别：

　　计算机内部的数据 是 由 0 / 1 组成的 ，即每个比特位 要么是 1 要么是 0  。 计算机中的文件可以分为两大类，一类是 "二进制文件"，另一类是“文本文件”，本质上文本文件也是 由 0/1组成 ，只不过文本文件 的 一个 字节 (1 byte = 8bit )  对应一个ASCII码 (那些UTF-8、Unicode等文件未验证，应该差不了)。 文件 huae. c 属于文本文件，内部字节对应的ASCII与下图相似：[ 图片 截取 自《深入理解计算机系统》]

• 4.2 gcc 选项（节选）：

<<huaecase@Huaecase ~ >>$  gcc --help
Usage: gcc [options] file...
Options:
  -E                       Preprocess only; do not compile, assemble or link. 仅仅预处理
  -S                       Compile only; do not assemble or link.　　　　　　　　仅仅编译、不进行 汇编
  -c                       Compile and assemble, but do not link.　　　　　　　　只到汇编、没有  链接

  -o <file>                Place the output into <file>.　　　　　　　　　　　　　 指定输出文件名

  -shared                  Create a shared library.
  -x <language>            Specify the language of the following input files.

 　　4.2.1 GCC到预处理：输出文件后缀应为 i 

<<huaecase@Huaecase ~ >>$  gcc -E -o huae.i huae.c

　 -E 是gcc 预处理选项，huae.c 中 #include <stdio.h> 就是一个预处理语句，预处理过程相当于文本替换，就是把语句“#include <stdio.h>”替换成库文件 stdio.h 的内容。- o 选项指定输出文件，后接参数 ‘huae.i’ ，输出到该文件。include后面的尖括号 < > 表示优先在 库文件中查找，双引号 “ ” 的话，表示优先查找用户自定义的文件，对于用户指定的文件，要么在源码中写明路径，要么在 gcc 编译时 指明。包含自定义头文件 编译过程实验：

/home 下新建一个 huae. h

<<huaecase@Huaecase ~ >>$  sudo  vim /home/huae.h       

huae.h 内容：

#ifndef _HUAE_H
#define _HUAE_H

void apple()
    {
        printf("这是 /home/huae.h 中定义的函数 apple( )\n");

    }

#endif

源码指明路径》修改huae.c 内容为：

#include <stdio.h>
#include "/home/huae.h" 　　// 指明huae.h 路径

int main()
{
    apple();
    printf("Hello C\n");
    return 0;
}

编译：

<<huaecase@Huaecase ~ >>$ gcc  huae.c  -o  huae

执行:

<<huaecase@Huaecase ~ >>$  ./huae
这是 /home/huae.h 中定义的函数 apple( )
Hello C

编译时指明路径》 修改huae.c 内容为：

#include <stdio.h>
#include " huae.h"　　　　　　　　　　// 没有 指明huae.h 路径

int main()
{
    apple();
    printf("Hello C\n");
    return 0;
}

编译：

<<huaecase@Huaecase ~ >>$ gcc -I /home huae.c       #指明路径

 

　　4.2.2 GCC到编译：　

未完待续

 

　　4.2.3 GCC到汇编：

 

　　4.2.4 GCC到链接：

 

五：高级应用

• 5.1 动态链接库：

 

• 5.2 静态链接库：