---

📘前言

书接上文我们已经学习了 Linux 中的编辑器 vim 的相关使用方法现在已经能直接在 Linux 中编写C/C++代码有了代码之后就要尝试去编译并运行它此时就可以学习一下 Linux 中的编译器 gcc/g++ 了我们一般使用 gcc 编译C语言g++ 编译C++当然 g++ 也可编译C语言这两个编译器我们可以当作一个来学习因为它们的命令选项都是通用的只是编译对象不同。除了编译器相关介绍外本文还会库、自动化构建工具、提权等知识一起来看看吧

---

📘正文

📖gcc/g++ 命令

在接下来的学习中我们以 gcc 为例因为两者选项都是通用的所以也就相当于间接学习了 g++ 这个编译器上手还是很简单的选项也不是很多

注意 如果命令失效很有可能是没有下载 gcc/g++ 需要自行下载安装 gcc 与 g++

📃-o 目标文件

gcc 源文件 默认会将代码编译链接并生成可执行文件 a.out 当然前提是代码没问题所以这样看来编译一个文件还是很简单的

$ gcc 源文件	//直接编译源文件生成默认可执行文件为 a.out

可能有的人不想让它生成默认的 a.out 想生成为指定文件没有问题直接通过 -o 选项就能实现
注意-o 选项后面必须紧跟生成的目标文件这个选项可以放在源文件后面也可以放在前面

$ gcc test.c -o OK	//编译生成文件为 OK
$ gcc -o OK test.c	//这种写法也是可以的

在我们使用 gcc/g++ 时都可以通过 -o 选项生成指定文件

📃-E 预处理

在C语言学习阶段我们学习了源文件变成可执行文件的过程即预处理-编译-汇编-链接当时因为没有学习Linux没法很好的展示各个环节的现象今天可以来详细看看

首先是第一步预处理又称预编译

• 会进行头文件展开、删除注释、替换宏、执行条件编译等操作
• 目的是生成一个纯粹的C代码程序
• 经过预处理后的文件后缀为 .i

我们可以直接通过 gcc 中的 -E 命令使编译器在执行完预处理后停下来配合 -o 生成指定文件这样我们就可以观察到上面所提到的这些现象了

$ gcc -E test.c -o test.i	//预处理后的文件后缀为 .i 此时仍然是C语言

预处理就像是过滤会把代码进行检查删除留下纯粹的C代码方便后续进行转换

📃-S 编译

下面进入第二个步骤编译

• 进行语法分析、词法分析、语义分析、符号汇总等然后将合法的代码转为汇编代码
• 编译目的是生成汇编代码
• 编译后生成的文件后缀为 .s

编译阶段比较重要的一步就是符号汇总它会各种符号汇总起来方便后续符号表的形成符号表用于各种函数间的相互调用

我们可以通过 -S 选项使 gcc 在执行完编译阶段后就停下来配合 -o 生成文件 test.s

$ gcc -S test.c -o test.s	//可以直接从 test.c 开始执行也可以从上一步中的 test.i 执行

📃-c 汇编

接下来进入第三步汇编

• 主要任务是将汇编代码转为二进制并生成符号表
• 二进制文件的格式是 elf 此时 vim 查看为乱码
• 生成的文件后缀为 .o

因为计算机只能看懂二进制所以将代码转为二进制是必须进行的操作除此之外还有一个重要步骤生成符号表

关于符号表

• 这个东西相当于函数独一无二的地址在Linux 中C语言的符号表比较简单通常是 _函数名比如 _Add C++更详细一些通常为 _Z函数名长度+函数名+参数1+参数2 比如常见的 Add 函数生成的符号表为 _Z3Addii 这里的参数是两个整型这也是C++支持重载而C语言不支持重载的根本原因毕竟C语言中两个重名的函数生成的符号表是完全一样的区分不了

可以通过 -c 选项使 gcc 在执行完汇编阶段后就停下来指定保存文件为 test.o

查看生成的 test.o 文件可以用 readelf 这个工具缺失的可以去下载

$ gcc -c test.c -o test.o	//从源文件重新开始编译生成 test.o 二进制文件
$ gcc -c test.s -o test.o	//从上一步中生成的 test.s 文件开始编译两者效果是一样的

//关于查看 elf 格式的文件
$ readelf -a test.o	//可以通过软件观察到符号表等信息

📃gcc 链接

下面是最后一步链接

• 进行合并段表、将符号表进行合并和重定位等
• 将程序运行所需的各种函数链接起来包括与库函数的链接Linux 中一般是动态链接链接后生成可执行文件此时的文件也是 elf 的格式
• gcc 默认生成的可执行文件为 a.out我们可以指定生成任意文件

$ gcc test.c -o myfile	//生成可执行文件为 myfile
$ gcc test.o -o myfile	//继上一次生成的二进制文件执行链接也是没有问题的

以上就是本文关于 gcc/g++ 的全部内容了

📃小结

关于各个命令选项可以巧记为 ESc 这是键盘上的一个键忘记了可以看看
还有各个选项对应生成的文件后缀为 iso

下面还会介绍程序相关链接情况

---

📖库

众所周知每种编程语言都有属于自己的库比如我们C语言中的 stdio 、string、stdlib 等等标准库当我们程序在调用库函数时就是在调用标准库中的函数而这些标准库都在 /usr/include 这个目录中这个文件就是 Linux 中的C语言动态库除了 动态库 外还有 静态库

📃动态库

动态库 即通过 动态链接 的库动态库 又称 共享库因为 动态库 中的内容是被所有程序共享的简言之 动态库 中的代码只需要存在一份程序需要使用时直接通过对应位置调用就行了

Linux 中默认使用 动态链接 的方式我们可以通过指令 ldd 最终生成的文件 来查看最终生成文件的链接情况

$ ldd 最终生成的文件	//查看文件的链接情况

libXXX.so 是动态链接的标志

• 其中 lib 是前缀
• .so 是后缀
• 去掉前缀与后缀就是最终调用的库

举例libc.so 去掉前缀与后缀最终为 c 可以看出文件最终调用的是C语言共享库即 动态链接

动态链接 主要依赖不同函数在库中的位置信息进行调用只有一份代码库比较节省空间

我们还可以通过 file 命令查看文件详细信息

$ file 最终生成的文件	//查看文件的详细情况

这也验证了 Linux 默认使用 动态链接 的现象

类比记忆

• 动态库 就像是网吧(假设只有一家)那么全校的同学都可以去网吧中上网还可以根据自己的喜好选择自己喜欢的机位当然前提是你知道在哪个位置

📃静态库

除了 动态库 外还有 静态库 采用 静态链接 的方式静态链接 不同与 动态链接 共享的方式如果程序调用 静态库 会将自己所需要的代码 拷贝至程序中 完成拷贝后后续不需要再调用 静态库

如果想采用 静态链接 链接的方式编译程序需要在编译时加上 -static 选项当然前提是得有 静态库没有的可以通过 yum install -y glibc-static 下载 静态库

当然我们也可以通过 ldd 最终生成的文件 查看是否为 静态链接

$ yum install -y glibc-static	//下载静态库
$ gcc test.c -o myfile-static -static	//采取静态链接的方式编译程序
$ ldd 最终生成的文件	//查看文件的链接方式

静态库 命名为 libXXX.a

• lib 是前缀
• .a 是后缀
• 去掉前缀与后缀就是最终调用的库

我们也可以采用 file 命令查看详细信息

$ file 文件	//查看详细信息

静态链接 因为是直接将需要的代码拷贝到程序中因此最终生成的文件会变大比较占空间

因为这种方式很占空间所以 Linux 中默认使用 动态链接 的方式

类比记忆

• 静态库 就像是把网吧里的电脑买了一台同款的在自己寝室(调用某个函数)一台还好如果买了很多台寝室自然就没有空间了

📃优劣比对

动态库 和 静态库 各有优缺点不然也不会同时存在两种库了

区别	动态库	静态库
调用方式	通过函数位置进行调用	直接将需要的函数拷贝至程序中
依赖性(运行时)	需要依赖于动态库	可以独立于静态库运行
空间占用	共享动态库中的代码空间占用少	拷贝代码会占用大量空间
加载速度	调用函数加载速度慢	直接运行加载速度快

小结
动态库

• 优点
  • 可以实现不同进程间的资源共享
  • 对于函数的升级只需要替换动态库文件不需要重新编译程序
  • 可以控制是否加载动态库不调用函数时就不加载
• 缺点
  • 需要调用函数加载速度较慢
  • 程序运行需要依赖动态库

静态库

• 优点
  • 所需函数直接拷贝至程序中运行速度快
  • 程序运行无需依赖库便于移植
• 缺点
  • 对于函数的升级需要重新进行编译
  • 同一份代码可能出现重复拷贝的情况浪费空间

---

📖自动化构建工具

自动化构建工具可以帮助我们完成设置好的指令指令为 make 我们可以通过提前设置实现源文件的快速编译

📃Makefile 文件

要想使用 make 指令就得先有 Makefile 文件Makefile 文件中主要编写任务而任务由 依赖关系 + 依赖方法 构成

1.依赖关系

• 比如源文件为 test.c 编译后生成的文件为 myfile 那么两者间的 依赖关系 为 myfile:test.c 这组 依赖关系 我们可以写入 Makefile 文件中

2.依赖方法

• 有了关系后就要描述具体实现方法比如上面那组 依赖关系 的 依赖方法 为 gcc test.c -o myfile 将 依赖方法 也写入 Makefile 文件中

完成上面两个内容的编写后我们就得到了一个基本的自动化任务输入 make myfile 即可编译 test.c 文件生成 myfile

$ make myfile	//执行自动化指令编译 test.c 文件

注意 同一个自动化任务执行成功后如果相关文件最近没有发生改变那么无法再次执行自动化任务

📃make 指令

上面展示了如何编写 Makefile 文件并执行相关任务使用了 make file 指令并没有直接使用 make指令因为这个指令还是有些说法的

单纯输入 make 指令时默认执行 Makefile 中的第一个任务当任务成功执行后不再继续执行后续任务(一个 Makefile 文件中可以有多个任务)由此可见单纯的 make 指令只会执行第一个自动化任务

当我们编写好 Makefile 文件后可以通过 make 任务名 调用任务任务名就是 依赖关系 中的左侧名也可以直接通过 make 调用第一个任务

📃任务刷新策略

前面说过同一个方法如果成功执行过在原文件最近修改时间没有发生变化时无法再执行任务这背后的原因是方法是否执行会先判断生成的目标文件是否为最新如果为最新就不再执任务

举例重复执行 make myfile 任务

$ make myfile	//第一次执行任务成功
$ make myfile	//第二次执行任务失败因为源文件最近没有被修改

想要再次执行任务也很简单对源文件做出修改或者直接 touch 一下源文件就行了两种行为都会修改文件的最近修改时间使源目标文件不是最新时间

📃.PHONY 伪目标

.PHONY 是 Makefile 文件中的一个关键字意为对某某对象生成伪目标这样就能在不对源文件进行修改的情况下重复执行任务了

//Makefile 文件中
.PHONY:myfile

在使用关键字 .PHONY 对目标进行修饰后可以无视任务刷新策略重复执行任务了

不过这有什么意义呢
答对于这种源文件来说没有任何意义

.PHONY 这个关键字一般是用来修饰 clean 任务即清理解决方案Makefile 实现为

//Makefile 文件内
.PHONY:clean
clean:
	rm -r myfile

换个角度想想当我们把生成的原目标文件清理后再执行任务生成目标文件是一件很合理的事也完全符合任务刷新策略

由此来看.PHONY 也是很有用的

注意 像 clean: 这种半缺失 依赖方法 是合理的毕竟清理这个任务也不需要任何对象只需要单纯的执行删除(清理)指令就行了

📃补充

make 指令的工作原理是去 Makefile 文件中寻找任务执行它的设计者为了确保普适性创建 makefile 文件也是合法可用的

也就是说我们创建 make 指令的任务源文件时可以创建为 Makefile 也可以创建为 makeile

---

📖sudo 提权

权限是一个让人又爱又恨的东西它的安全性固然很重要但有时候又太麻烦了当我们普通用户想执行操作时需要请 root 出马比如最基本的下载软件指令感觉有些小题大做了

为了解决这种不合理的现象Linux 中就有 sudo 提权 这个概念简单来说就是暂时借助 root 的身份去完成某条指令

$ sudo yum install -y sl	//暂时提权下载软件

怎么样感觉很爽吧
不过普通用户默认是没有赋予提权权限的还是需要请 root 帮忙配置
步骤如下

• 切换为 root 用户
• 打开 /etc/sudoers 这个文件
• 找到如下图所示区域将需要提权的普通用户添加进去就行了

//root 身份下
# vim /etc/sudoers	//打开这个配置文件找到上图区域进行修改就行了

当 提权 配置完成后普通用户遇到权限拒绝的场景时只需要 sudo 指令 然后输入当前普通用户的密码就可以暂时借助 root 的身份无视权限完成指令了

注意 sudo 后输入的是当前普通用户的密码不需要输入 root 密码这样就能做到保护 root 的情况下执行指令了

---

📘总结

以上就是关于Linux工具gcc/g++ 的全部介绍了gcc/g++ 是一款优秀的编译器它不仅可以编写C/C++ 代码得益于强大的 GNU它可以编写 绝大多数的后端语言代码(当然前端无缘毕竟全是命令行)我们还学习了 库 的相关知识知道了 动态库 与 静态库 的优缺点还能通过 make 指令执行自动化任务再配合上 sudo 提权可以让我们的 Linux 开发效率大大增加

如果你觉得本文写的还不错的话期待留下一个小小的赞👍你的支持是我分享的最大动力

如果本文有不足或错误的地方随时欢迎指出我会在第一时间改正

…

相关文章推荐
Linux 权限理解和学习 (热榜文章推荐食用)
Linux工具学习之【vim】(学习本文的必备文章)
听说Linux基础指令很多这里都帮你总结好了