【linux学习指南】Linux编译器 gcc和g++使用

📝前言

1. 预处理（进行宏替换)
2. 编译（生成汇编)
3. 汇编（生成机器可识别代码）
4. 连接（生成可执行文件或库文件)

🌠 gcc如何完成

格式 ：gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

🌉预处理(进行宏替换)

预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。 预处理指令是以#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 在预处理结束后停止编译过程。 选项“-o”是指目标文件,“.i”文件为已经过预处理的C原始程序。

预处理文件包含：

🌠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”选项来进行查看,该选项只进行编译而不进行汇编,生成汇编代码。 实例:

gcc –S hello.i –o hello.s

生成汇编代码：

🌉汇编（生成机器可识别代码）

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

🌠链接（生成可执行文件或库文件）

在成功编译之后,就进入了链接阶段。 实例: gcc hello.o –o hello

🌉函数库

在这里涉及到一个重要的概念:函数库

我们的C程序中，并没有定义“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,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实“printf”函数的呢?

动态库: .so (linux).dll(windows) 静态库: .a (linux).lib

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/lib”下进行查找,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

ldd 命令用于显示一个可执行文件或共享库所依赖的共享库列表。

1. linux-vdso.so.1：
   • 这是一个虚拟动态共享对象（VDSO），用于提供一些内核功能的用户空间接口。它通常用于提高系统调用的效率。
2. libc.so.6：
   • 这是标准 C 库（glibc）的共享库，提供了 C 语言的基本功能和系统调用接口。它的路径是 /lib64/libc.so.6，并且它在内存中的加载地址是 0x00007f11a5172000。
3. /lib64/ld-linux-x86-64.so.2：
   • 这是动态链接器（或加载器），负责在程序运行时加载所需的共享库并进行链接。它的加载地址是 0x00007f11a5540000。

函数库一般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加入到可执行文件中,因此生成的文件比较大,但在运行时也 就不再需要库文件了。其后缀名一般为“.a”

[wks@hcss-ecs-ab43 ~]$ ls /lib64/libc.a*
/lib64/libc.a
[wks@hcss-ecs-ab43 ~]$ ls /lib64/libc.a -al
-rw-r--r-- 1 root root 5105516 Jun  4 23:05 /lib64/libc.a
[wks@hcss-ecs-ab43 ~]$

这是要求gcc必须进行静态连接，连接对应的静态库

动态库与之相反,在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中,而是在程序执行时由运行时 链接文件加载库,这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为“.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 就可以生成可执行文件,如下所示。

 gcc hello.o –o hello

动态库 :一旦动态库缺失，所有程序都无法运行,但比较节省资源可执行程序体积小

gcc默认生成的二进制程序，是动态链接的，这点可以通过 file 命令验证。

云服务器默认没有安装C/C++的静态标准库 sudo yum install -y glibc-static sudo yum install -y libstdc+±static

🌠gcc选项

• E 只激活预处理,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 编译到汇编语言不进行汇编和链接
• 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采用静态链接
• 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，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
• O0
• O1
• O2
• O3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3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

gcc 和 g++ 是 GNU Compiler Collection (GCC) 中的两个编译器，分别用于编译 C 和 C++ 语言的源代码。 主要区别如下：

1. 语言支持

• gcc：主要用于编译 C 语言程序。虽然它也可以编译 C++ 代码，但在处理 C++ 特有的语法和特性时，可能会出现问题。
• g++：专门用于编译 C++ 语言程序。它能够正确处理 C++ 的语法、特性和标准库。

1. 默认链接

• gcc：在编译 C 代码时，默认链接 C 标准库。
• g++：在编译 C++ 代码时，默认链接 C++ 标准库（如 libstdc++），这对于使用 C++ 标准库的程序是必要的。

1. 文件扩展名

• 使用 gcc 编译的源文件通常是 .c 文件，而使用 g++ 编译的源文件通常是 .cpp 或 .cc 文件。

1. 编译命令

编译 C 代码示例：

gcc -o my_program my_program.c

编译 C++ 代码示例：

g++ -o my_program my_program.cpp

1. 处理 C++ 特性

• g++ 能够处理 C++ 的特性，如类、模板、异常处理等，而 gcc 在处理这些特性时可能会出现错误或警告。