【C语言】GCC相关常识

GCC相关常识

1. GCC、gcc 编译器、g++编译器

  GCC原名为GNU C语言编译器（GNU C Compiler），只能处理C语言。但其很快扩展，变得可处理C++，后来又扩展为能够支持更多编程语言，如Fortran、Pascal、Objective -C、Java、Ada、Go以及各类处理器架构上的汇编语言等，所以改名GNU编译器套件（GNU Compiler Collection）来自百度百科

  gcc 是 GNU 的c编译器，是GNU编译器套件GCC（GNU Compiler Collection）的其中一个。

   g++ 是 GNU 的c++编译器，是GNU编译器套件GCC（GNU Compiler Collection）的其中一个。

  gcc 和 g++ 在编译的时候有一些区别，但是大体流程类似。

2. gcc 、g++ 编译流程

在 gcc 或 g++ 执行编译的时候一般有 以下4步：

1. 预处理

     处理源代码文件中的预处理指令，另外将 main.c 文件生成 main.i 文件

   gcc -E main.c -o main.i
   1

2. 编译

     将预处理后的源代码转换为汇编语言。将main.i 文件生成 main.s 汇编文件,注意这里是大写S，十分重要。

   gcc -S main.i -o main.s
   1

3. 汇编

     将汇编代码转换成机器码。main.s 文件转换成 main.o 文件

   gcc -c main.s -o main.o
   1

4. 链接

  合并所有的汇编文件，然后生成一个ELF类型的可执行文件main

gcc main.o -o main

#查看main文件信息
file main
1
2
3
4

3. 静态库和动态库

  库文件是源文件的一种存在形式，库文件又分为静态库和动态库。下面使用4个文件 file1.c、file2.c、head.h、hello.c 进行动态库和静态库制作和使用的演示。

其中文件file1.c 如下：

#include"head.h"

int sum(int a, int b)
{
        return a+b;
}
1
2
3
4
5
6

其中文件file2.c 如下：

#include"head.h"

int mul(int a,int b)
{
        return a*b;
}
1
2
3
4
5
6

其中文件head.h如下：

#include<stdio.h>
int sum(int a,int b);
int mul(int a,int b);
1
2
3

其中调用文件 hello.c 如下：

#include"head.h"

int main()
{
        printf("1+2=%d\n",sum(1,2));
        printf("2*2=%d\n",mul(2,2));
        return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8

3.1 静态库

  静态库最终被打包到应用程序中，优点是速度快，方便移植，缺点是每个进程使用应用程序时都要拷贝一份静态库，浪费内存，而且静态库更新时，程序都要重新编译，导致用户的整个程序都要重新下载。

  静态库的命名一般分为三个部分：

• 后缀为 .a

• 库名称 可以 自定义，例如hello

• 前缀为 lib

  例如一个名为 hello 的静态库 为 libhello.a

静态库的制作和使用

  使用 file1.c、file2.c制作静态库,其中 head.h 文件中有函数的声明，file1.c 和 file2.c 有函数的实现,最后使用 hello.c 去链接静态库文件。

• 步骤1：将 .c 源文件 汇编生成 .o 文件

  gcc -c file1.c -o file1.o
  gcc -c file2.c -o file2.o
  1
  2

• 步骤2：使用打包工具 ar 将准备好的 .o 文件打包为 .a 文件

  其中，ar工具可以添加 参数 r 更新 、c 创建、s建立索引

  #生成静态库 libhello.a
  ar rcs libhello.a file1.o file2.o
  1
  2

  静态库制作完成，使用时，需要结合头文件 head.h 和 libhello.a

• 步骤3：使用静态库，需要一些参数进行描述

  -L：大诶儿，指定要连接的库所在目录

  -l：小诶儿，指定链接时需要的静态库，去除前缀和后缀，例如：-lhello

  -I：大哎，指定 hello.c 文件用到的头文件 head.h 所在的路径

  gcc -o hello hello.c -L./ -lhello -I./
  1

  生成 hello 可执行文件

#执行
./hello
#输出
1+2=3
2*2=4
1
2
3
4
5

3.2 动态库

  共享库在程序编译时不会连接到程序中，只有程序运行时才会被载入。不同程序调用相同的库，内存中只有一份共享库的拷贝。当动态库更新时，只需要跟新动态库这一个部分。优点是节省内存，更新方便。缺点是移植性差，加载速度比静态库慢。

  动态库的命名一般分为三个部分：

• 后缀为 .so

• 库名称 可以 自定义，例如hello

• 前缀为 lib

  例如一个名为 hello 的动态库 为 libhello.so

动态库的制作和使用

  使用 file1.c、file2.c 制作动态库,其中 head.h 文件中有函数的声明，file1.c 和 file2.c 有函数的实现,最后使用 hello.c 去链接动态库文件。

• 步骤1：将 .c 源文件 汇编生成 .o 文件

  其中 -fpic 参数是指创建与地址无关的编译程序 ( pic，position independent code)

  gcc -fpic -c file1.c -o file1.o
  gcc -fpic -c file2.c -o file2.o
  1
  2

• 步骤2：生成动态库，添加参数 -share ，意思是生成动态库

  gcc -shared file1.o file2.o -o libhello.so
  1

• 步骤3：动态库使用，需要一些参数进行描述

  -L：大诶儿，指定要连接动态库的所在目录

  -l：小诶儿，去掉前缀后缀的指定动态库的名称，例如 -lhello

  -I：大哎，指定 hello.c 用到的头文件 head.h 所在的路径

gcc hello.c -L./ -I./ -lhello -o hello

#此时会报错，因为找不到 libhello.so 库，报错信息：
./hello: error while loading shared libraries: libhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory
#原因是系统加载动态库时是从默认的动态库地址开始找起

#查看可执行文件依赖的库文件
ldd hello
#输出，其中 libhello.so => not found
linux-vdso.so.1 (0x00007ffec773b000)
	libhello.so => not found
	libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f4820e2f000)
	/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f4821220000)
	
#解决方法有：
#1.将动态库拷贝到系统默认的动态库地址，通常是 /lib 或者 /usr/lib

#2.临时设置动态库地址
#export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:库路径
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:./

#3.永久设置动态库地址
#3.1
#把export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:库路径，设置到/etc/profile文件中
#执行source /etc/profile 使配置文件生效
#3.2
#把export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:库路径, 设置到∼/.bashrc文件中
#source ~/.bashrc 使配置文件生效


#这里是演示，所以我使用临时设置动态库地址
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:./
./hello
#输出
1+2=3
2*2=4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36

最后

推荐一个零声教育学习教程，个人觉得老师讲得不错，分享给大家：[Linux，Nginx，ZeroMQ，MySQL，Redis，
fastdfs，MongoDB，ZK，流媒体，CDN，P2P，K8S，Docker，
TCP/IP，协程，DPDK等技术内容，点击立即学习:链接