linux下利用gcc編譯C和C++

gcc ------->默認編譯c文件（gcc  xxx  -lstdc++鏈接到c++庫編譯c++，g++默認編譯c++）


一．CC編譯程序過程分四個階段
◆ 預處理（Pre-Processing）
◆ 編譯（Compiling）
◆ 彙編（Assembling）
◆ 鏈接（Linking）


1.1 預處理(Pre-Processing)


gcc -E test.c -o test.i 或 gcc -E test.c
可以輸出test.i文件中存放着test.c經預處理之後的代碼。打開test.i文件，看一看，就明白了。後面那條指令，是直接在命令行窗口中輸出預處理後的代碼.


gcc的-E選項，可以讓編譯器在預處理後停止，並輸出預處理結果。預處理結果就是將#include等類似的文件中的內容插入到當前文件中。


 


1.2 編譯(Compiling)


預處理之後，可直接對生成的test.i文件編譯，生成彙編代碼：


gcc -S test.i -o test.s
gcc的-S選項，表示在程序編譯期間，在生成彙編代碼後，停止，-o輸出彙編代碼文件。


 


1.3 彙編（Assembling）


對於生成的彙編代碼文件test.s，gas彙編器負責將其編譯爲目標文件，如下：


gcc -c test.s -o test.o
1.4 鏈接（Linking）


gcc連接器是gas提供的，負責將程序的目標文件與所需的所有附加的目標文件連接起來，最終生成可執行文件。附加的目標文件包括靜態連接庫和動態連接庫。


對於上一小節中生成的test.o，將其與Ｃ標準輸入輸出庫進行連接，最終生成程序test


gcc test.o -o test
這個程序，一步到位的編譯指令是:


gcc test.c -o test
 


 二：庫文件鏈接


開發軟件時，完全不使用第三方函數庫的情況是比較少見的，通常來講都需要藉助許多函數庫的支持才能夠完成相應的功能。從程序員的角度看，函數庫實際上就是一些頭文件（.h）和庫文件（so、或lib、dll）的集合。。雖然Linux下的大多數函數都默認將頭文件放到/usr/include/目錄下，而庫文件則放到/usr/lib/目錄下；Windows所使用的庫文件主要放在Visual Stido的目錄下的include和lib，以及系統文件夾下。但也有的時候，我們要用的庫不再這些目錄下，所以GCC在編譯時必須用自己的辦法來查找所需要的頭文件和庫文件。（頭文件的路徑用-I，庫文件路徑用-L，比如說-I/usr/myinclude -L/usr/mylib）


-l參數就是用來指定程序要鏈接的庫，-l參數緊接着就是庫名，那麼庫名跟真正的庫文件名有什麼關係呢？就拿數學庫來說，他的庫名是m，他的庫文件名是libm.so，很容易看出，把庫文件名的頭lib和尾.so去掉就是庫名了（把函數庫命名爲“lib“是UNIX的慣例，“.so”是共享文件庫的標準擴展名）


 


2.1 編譯成可執行文件


首先我們要進行編譯test.c爲目標文件，這個時候需要執行


gcc –c –I /usr/dev/mysql/include test.c –o test.o
2.2 鏈接


最後我們把所有目標文件鏈接成可執行文件:


gcc –L /usr/dev/mysql/lib –lmysqlclient test.o –o test
Linux下的庫文件分爲兩大類分別是動態鏈接庫（通常以.so結尾）和靜態鏈接庫（通常以.a結尾），二者的區別僅在於程序執行時所需的代碼是在運行時動態加載的，還是在編譯時靜態加載的。


2.3 強制鏈接時使用靜態鏈接庫


默認情況下， GCC在鏈接時優先使用動態鏈接庫，只有當動態鏈接庫不存在時才考慮使用靜態鏈接庫，如果需要的話可以在編譯時加上-static選項，強制使用靜態鏈接庫。


在/usr/dev/mysql/lib目錄下有鏈接時所需要的庫文件libmysqlclient.so和libmysqlclient.a，爲了讓GCC在鏈接時只用到靜態鏈接庫，可以使用下面的命令:


gcc –L /usr/dev/mysql/lib –static –lmysqlclient test.o –o test
 


靜態庫鏈接時搜索路徑順序：


1. ld會去找GCC命令中的參數-L
2. 再找gcc的環境變量LIBRARY_PATH
3. 再找內定目錄 /lib /usr/lib /usr/local/lib 這是當初compile gcc時寫在程序內的


動態鏈接時、執行時搜索路徑順序:


1. 編譯目標代碼時指定的動態庫搜索路徑
2. 環境變量LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜索路徑
3. 配置文件/etc/ld.so.conf中指定的動態庫搜索路徑
4. 默認的動態庫搜索路徑/lib
5. 默認的動態庫搜索路徑/usr/lib


有關環境變量：
LIBRARY_PATH環境變量：指定程序靜態鏈接庫文件搜索路徑
LD_LIBRARY_PATH環境變量：指定程序動態鏈接庫文件搜索路徑




總結：源文件首先會生成中間目標文件，再由中間目標文件生成執行文件。在編譯時，編譯器只檢測程序語法，和函數、變量是否被聲明。如果函數未被聲明，編譯器會給出一個警告，但可以生成Object File。而在鏈接程序時，鏈接器會在所有的Object File中找尋函數的實現，如果找不到，那到就會報鏈接錯誤碼

 


三：makefile工具


 make是一個命令工具，是一個解釋makefile中指令的命令工具，make會在當前目錄下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。make會一層又一層地去找文件的依賴關係（如果該過程文件比生成的目標文件新，需重新編譯），直到最終編譯出第一個目標文件。


Makefile的規則


target ... : prerequisites ...
           　　 command
　　　　　　　　　　...
　　　　　　　　　　...


 


 target這一個或多個的目標文件依賴於prerequisites中的文件，其生成規則定義在command中。說白一點就是說，prerequisites中如果有一個以上的文件比target文件要新的話，command所定義的命令就會被執行。這就是Makefile的規則。也就是Makefile中最核心的內容。


3.1 基礎makefile




複製代碼
    target : prerequisites1.o prerequisites2.o prerequisites3.o /
                cc -o target prerequisites1.o prerequisites2.o prerequisites3.o display.o 
    prerequisites1.o : prerequisites1.c prerequisites1.h
            cc -c main.c
    prerequisites2.o : prerequisites1.c prerequisites2.h
            cc -c prerequisites2.c
    prerequisites3.o : prerequisites3.c prerequisites3.h
            cc -c prerequisites3.c
    clean :
             rm target prerequisites1.o prerequisites2.o prerequisites3.o
複製代碼
反斜槓（/）是換行符的意思。在這個makefile中，目標文件（target）包含：中間目標文件（*.o），依賴文件（prerequisites）就是冒號後面的那些 .c 文件和 .h文件。每一個 .o 文件都有一組依賴文件，而這些 .o 文件又是執行文件 target 的依賴文件。依賴關係的實質上就是說明了目標文件是由哪些文件生成的。


在定義好依賴關係後，後續的那一行定義瞭如何生成目標文件的操作系統命令，一定要以一個Tab鍵作爲開頭。make並不管命令是怎麼工作的，他只管執行所定義的命令。make會比較targets文件和prerequisites文件的修改日期，如果prerequisites文件的日期要比targets文件的日期要新，或者target不存在的話，那麼，make就會執行後續定義的命令。


3.2 變量makefile


上例看到編譯目標文件時[.o]文件的字符串被重複了兩次，如果我們的工程需要加入一個新的[.o]文件，那麼我們需要在兩個地方加（應該是三個地方，還有一個地方在clean中）。我們聲明一個變量OBJ等於依賴的[.o]文件，然後在我們的makefile中以“$(objects)”的方式來使用這個變量


3.3 make自動推導


GNU的make很強大，它可以自動推導文件以及文件依賴關係後面的命令，於是我們就沒必要去在每一個[.o]文件後都寫上類似的命令。make看到一個[.o]文件，它就會自動的把[.c]文件加在依賴關係中，如果make找到一個prerequisite1.o，那麼prerequisite1.c，就會是prerequisite1.o的依賴文件。並且 cc -c prerequisite1.c 也會被推導出來。如下代碼：




複製代碼
OBJ = prerequisites1.o prerequisites2.o prerequisites3.o


target : $(OBJ)/
                cc -o target $(OBJ)
    prerequisites1.o : prerequisites1.h
    prerequisites2.o : prerequisites2.h
    prerequisites3.o : prerequisites3.h
    
    .PHONY : clean
    clean :
             rm target $(OBJ)
複製代碼
這種方法，也就是make的“隱晦規則”。上面文件內容中，“.PHONY”表示，clean是個僞目標文件。