【Linux】超好用的编译工具 —— gcc/g++

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文章目录
   前言
  一、安装gcc/g++
  二、配景知识
  三、gcc如何完成
  1.预处理惩罚(举行宏替换)
  2.编译(生成汇编)
  3.汇编(生成机器可辨认代码)
  4.毗连(生成可实行文件或库文件)
  5.影象选项的小技巧
  6.一个紧张的概念:函数库
  7.再谈链接过程与函数库。
  8.更多gcc常用选项
  总结
  
前言

   大家好啊,我是不一样的烟火a,本日我将要为大家讲解在Linux下超好用的编译工具——gcc/g++。文章将会为大家详细讲解gcc/g++中常用的选项和详细过程,相信看完的小伙伴都能快速掌握gcc/g++的使用。由于gcc和g++的选项和用法根本一致,所以我下面主要讲解gcc的使用,学会了gcc的使用,g++也就天然学会了。那么废话不多说,开始我们本日的内容。
  
一、安装gcc/g++

查察是否安装gcc
  1. 命令:gcc -v
复制代码
假如你已经安装了gcc,那么你实行完上面的下令后就可以查察当前你的gcc版本。


 查察是否安装g++
  1. 命令:g++ -v
复制代码


假如没有安装,请实行下面下令举行安装。
  1. 命令:sudo yum install -y gcc-c++
复制代码
  

  • CentOS 7.6or8默认匹配的gcc版本是4.8,而这个版本对刚入门的小伙伴是完全够用了。
  • gcc是一个专门用来编译链接C语言的编译器,而g++是一个专门用来编译链接C++的编译器。
  • 由于C++是兼容C语言的,所以你可以直接用g++来编译C语言,但是不能用gcc来编译C++,因为C语言不兼容C++。
  
二、配景知识



  • 1. 预处理惩罚(举行宏替换)
  • 2. 编译(生成汇编)
  • 3. 汇编(生成机器可辨认代码)
  • 4. 毗连(生成可实行文件或库文件)
详细可以参考我写的这几篇文章,里面很详细的讲解了预处理惩罚、编译、汇编、链接相干的重点知识
   【C/C++内功心法】分析编译链接的过程,探究源文件是如何一步步酿成可实行步伐,提拔C/C++内功
  【C/C++内功心法】详解宏和函数的区别
  【C/C++内功心法】分析预处理惩罚过程,详解预处理惩罚指令,提拔C/C++内功
  【C/C++内功心法】分析预处理惩罚过程,详解其他预处理惩罚指令,提拔C/C++内功
  
三、gcc如何完成

   格式: gcc [选项] [要编译的文件] [选项] [目标文件]
  1.预处理惩罚(举行宏替换)



  • 预处理惩罚功能主要包括宏界说,文件包含,条件编译,去注释等。(详细可以看我上面说的那几篇文章)
  • 预处理惩罚指令是以#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 在预处理惩罚结束后制止编译过程。(也就是说:从如今开始举行步伐的翻译,假如预处理惩罚完成,就停下来!)
  • 选项 “-o” 是指目标文件,“.i” 文件为已经过预处理惩罚的C原始步伐。
举例:
  1. #include<stdio.h>                                                                    
  2. #define M 100
  3. int main()
  4. {
  5.     printf("M: %d\n", M);
  6.     printf("hello world1\n");
  7. // 预处理后这些注释将会被删除
  8. // 预处理后这些注释将会被删除
  9. // 预处理后这些注释将会被删除
  10.     printf("hello world2\n");
  11. // 条件编译
  12. #ifdef DEBUG
  13.     printf("hello debug\n");
  14. #else
  15.     printf("hello release\n");
  16. #endif
  17.                                                                                     
  18.     return 0;
  19. }
复制代码
预处理惩罚指令:
  1. 命令:gcc -E test.c -o test.i
复制代码
也可以这样写:
只要-o后面跟的是想要生成的目标文件的文件名即可。
  1. 命令:gcc -E -o test.i test.c
复制代码
实行完上面的预处理惩罚指令后,当前路径下就会多一个test.i文件,我们进入并查察test.i文件的内容。
预处理惩罚完后头文件被展开,所以文件多了800多行代码,而且注释被删除,宏被替换,条件编译已完成。


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”选项来举行查察,该选项只举行编译而不举行汇编,生成汇编代码。(也就是说:从如今开始举行步伐的翻译,假如编译完成,就停下来!)
  • 实例: gcc -S hello.i -o hello.s
  • 提示:这里要编译的文件可以写hello.i也可以写hello.c,区别在于:写hello.i的话,编译器就直接从预处理惩罚好的test.i文件开始编译;写hello.c的话,编译器会重新开始先预处理惩罚一遍hello.c这个源文件,然后编译完成后停下来。
举例:(照旧以上面那个代码举例)
编译指令:
  1. 命令:gcc -S test.i -o test.s
复制代码
实行完上面的编译指令后,当前路径下就会多一个test.s文件,我们进入并查察test.s文件的内容。
这时,所有的代码就已经酿成了汇编指令。


3.汇编(生成机器可辨认代码)



  • 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 hello.s -o hello.o
举例:
汇编指令:
  1. 命令:gcc -c test.s -o test.o
复制代码
实行完上面的汇编指令后,当前路径下就会多一个test.o文件(叫做可重定向目标文件),我们进入并查察test.o文件的内容。
这时,所有的代码就已经酿成了二进制目标代码。


4.毗连(生成可实行文件或库文件)



  • 在乐成编译之后,就进入了链接阶段。
  • 而且毗连不需要带任何选项
  • 实例: gcc hello.o -o hello
举例:
汇编指令:
  1. 命令:gcc test.o -o test
复制代码
实行完上面的链接指令后,当前路径下就会多一个test文件(可实行步伐),这时我们就可以运行此文件了。


提示:假如想直接生成可实行文件的话,就不消带“-E”、“-S”、“-c”这些选项,其他的不变。
举例:
  1. 命令:gcc hello.c -o hello.exe
复制代码

5.影象选项的小技巧



  • 预处理惩罚、编译、汇编对应的gcc选项分别是 “-E”、“-S”、“-c”,我们把这几个字母连起来也就是键盘的最左上角那个键【Esc】,我们只需要记住E和S是大写的,c是小写的即可。
  • 而预处理惩罚、编译、汇编后形成的文件后缀连起来就是【iso】(iso也就是镜像文件的后缀)。
  • 所以最后我们只需要记住选项【Esc】对应文件后缀【iso】即可。

6.一个紧张的概念:函数库



  • 我们的C步伐中,并没有界说“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,而没有界说函数的实现,那么,是在哪里实现“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/lib64”下举行查找,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。
如何查察当前可实行文件所依靠的库?
  1. 命令:ldd test
复制代码
如下就是test这个可实行文件所依靠的库:


当然,我们也能查察当前所有的所有头文件:
  1. 命令:ls /usr/include
复制代码


总结:



  • 这里的:/lib64/libc-2.17.so 就提供了C语言的方法(函数)实现。
  • /usr/include/stdio.h 就提供了C语言的方法列表(方法的声明)。
  • 终极我们的可实行文件里面将会包含头文件stdio.h,而且将libc-2.17.so链接。

7.再谈链接过程与函数库。

   一样寻常链接的过程,是有两种方式的:
  

  • 动态链接——需要动态库
  • 静态链接——需要静态库
  • Linux下的文件名后缀:.so(动态库),.a(静态库)
  • Windows下的文件名后缀:.dll(动态库),.lib(静态库)
   所以函数库也就分为静态库和动态库两种:
  

  • 静态库是指编译链接时,把库文件的代码全部参加到可实行文件中,因此生成的文件比力大,但在运行时也就不再需要库文件了。厥后缀名一样寻常为“.a”
  • 动态库与之相反,在编译链接时并没有把库文件的代码参加到可实行文件中,而是在步伐实行时由运行时链接文件加载库,这样可以节流系统的开销。动态库一样寻常后缀名为“.so”,如前面所述的 libc.so.6 就是动态库。gcc 在编译时默认使用动态库。完成了链接之后,gcc 就可以生成可实行文件。
如下所示:
  1. 命令:gcc hello.o –o hello
复制代码


  • gcc默认生成的二进制步伐,是动态链接的,这点可以通过 file 下令验证
比方:
  1. 命令:file test
复制代码
这里我们就可以看到,test这个可实行文件是64位的,而且用的是动态链接。


如何查察Linux下大部门动静态库?
  1. 命令:ls /lib64
复制代码


额外增补:


  • 其实一个语言被设计,就是设计了这个语言的一堆头文件,和把这个语言写好后形成的库。然后我们就可以使用这个语言相干的语法函数了。
  • 而在Windows下,我们下载vs2019这种集成开辟环境为什么会这么大,这就是因为我们在下载vs2019的时间,它就会帮你主动下好你需要用的语言对应的所有头文件和库,因为我们使用一个语言是依靠于库的。

8.更多gcc常用选项

-E只激活预处理惩罚,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编译到汇编语言不举行汇编和链接。
-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接纳静态链接。
-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,所以生成文件比力小,但是需要系统由动态库。
-O0不做任何优化,这是默认的编译选项。
-O1对步伐做部门编译优化,对于大函数,优化编译占用稍微多的时间和相称大的内存。使用本项优化,编译器会尝试减小生成代码的尺寸,以及收缩实行时间,但并不实行需要占用大量编译时间的优化。
-O2是比O1更高级的选项,举行更多的优化。gcc将实行几乎所有的不包含时间和空间折中的优化。当设置O2选项时,编译器并不举行循环打开()loop unrolling以及函数内联。与O1比力而言,O2优化增加了编译时间的底子上,提高了生成代码的实行效率。 
-O3比O2更进一步的举行优化,-O3的优化级别最高。
-w不生成任何警告信息。
-Wall生成所有警告信息。

总结

   到这里我们gcc/g++的讲解就结束了,相信大家都能够看懂,盼望大家在学习gcc/g++的期间里肯定要多使用gcc/g++,这样才能更快的让本身掌握gcc/g++的使用。假如大家有什么办理不了的题目,接待大家评论区留言或者私信告诉我。假如感觉对本身有用的话,可以点个赞或关注鼓励一下博主,我会越做越好的,感谢各位的支持。
   

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