Linux开发工具——gcc篇

简介: Linux开发工具——gcc篇

gcc的使用




前言:

  我们前面已经学习了使用vim来编写代码,我们也知道了,Linux下的工具都是各自独立的,vim用来编写代码,我们如何执行代码呢?这就需要用到gcc/g++了,那么话不多说,开启我们今天的话题!


✈️ 历史遗留问题(普通用户sudo)


  我们之前在 Linux权限详解 里面,遗留了一个问题,刚创建的普通用户是不能进行 sudo 操作的。要想使用sudo 操作,我们只有先在 root 账号下将对应的 配置文件(sudoers) 进行设置,普通用户才能进行sudo操作。

  那么我们在root账号下,执行:

vim /etc/sudoers#进入到设置普通用户sudo的配置文件

  我们可以看到,sudoers文件对于其他组是 不开放读写与执行权限 的,若我们在普通用户下执行这个命令:

  我们发现在普通用户下执行vim命令对sudoers文件操作,是看不到内容的。

  而我们在root账号下对sudoers文件执行vim,我们会发现:

  如果你打开的sudoers文件没有上面的行号,只需要先将模式切换为 末行模式 ,然后执行:

set nu

命令即可,这样就会显示行号了。

  我们进入该文件之后,我们向下翻找,找到大概第100行左右的位置,找到 “Allow root to run any commands anywhere” 这句话。

  如果你是第一次打开该文件,你会发现在这句话下面的一条语句:

root    ALL=(ALL)   ALL

  这就是root账号下的sudo配置文件,仿照上述写法,在该条语句下添加:

普通用户用户名  ALL=(ALL)   ALL

  然后我们保存文件,重新进行登录,切换为普通用户,这个时候我们就可以执行sudo命令了。

  这样我们的普通用户就可以使用sudo命令了,我们切换回xzy用户,查看/etc/sudoers/:


✈️ gcc编译过程


  gcc/g++是进行编译的工具,对于编译的过程,无外乎分为这么几个步骤:预处理(进行宏替换)、编译(生成汇编)、汇编(生成机器可识别代码)、链接(生成可执行文件或库文件)。

🔎预处理(进行宏替换)
  •  预处理的过程包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。
  •  预处理指令是以#开头的代码行。
  •  选项 “ -E ”,该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译的过程。
  •  选项 " -O “是指目标文件(object),”.i"文件为已经预处理过的原始程序。
gcc -E xxx.c -o xxx.i#将原文件进行预处理,为了得到预处理后的文件,我们加上“-o”选项,得到目标文件

  创建一个C的源文件:

  对该文件进行编写:

  将该文件进行预处理得到目标文件:

  我们查看目标文件的内容,会发现里面的代码有了800行左右,在预处理的过程展开了头文件。

🔎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,以确定代码实际要做的工作,在检查无误后,gcc把代码翻译为汇编语言。
  •  用户可以直接使用 “-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。
gcc -S xxx.i -o xxx.s#将-i目标文件进行编译生成汇编代码,用-o选项将.s文件保存

  将-i文件编译为.s文件:

  使用vim来查看.s的汇编代码:

🔎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。
  •  读者在此可以使用选项 " -c " 就可以看到汇编代码转化为 " .o " 的二进制代码。
gcc -c xxx.s -o xxx.o#有汇编文件生成目标文件,再由-o接收为.o文件

  我们使用vim查看.o目标文件:

  我们打开.o文件之后,却是乱码,这是因为我们的打开这个文件就是二进制文件,是机器代码,这种二进制文件并不是以文本的形式来存储的,所以用vim打开.o文件我们看到的是乱码。

🔎链接(生成可执行文件或库文件)
  •  在成功编译之后,就进入到了链接阶段。
gcc xxx.o -o xxx#将目标文件进行链接,称为可执行文件

  其中在链接的过程中,会把.o文件与库文件进行链接的。我们C语言中所使用的 printf函数、scanf函数等都是在C语言 libc.so.6 库里面 的,而头文件<stdio.h>只是 函数声明


✈️ 动静态库


  我们在使用gcc进行编译的最后一步链接时,会按照系统默认路径 “user/lib” 下进行查找,也就是生成的 .o 文件与库文件 libc.so.6 进行链接。

  那么我们是如何执行C语言文件的呢?我们可以使用 ldd 命令来查看对应可执行程序的库文件:

  其实我们为什么可以直接运行C语言的代码是因为我们在Linux平台下 已经安装了对应的库文件以及标准头文件

  因此,平台要支持开发就 必须提前在系统中安装好对应的头文件和库文件!

  函数的库一般分为 动态库静态库 ,我们来简单认识一下:

  •  静态库是指编译连接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件当中,因此生成的文件比较大,但是在运行时也不需要库文件了,其 后缀名一般为“.a”
  •  动态库与之相反,在编译链接过程中没有把代码加入到可执行文件当中,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。
  • gcc默认生成的二进制程序是动态链接 的,可以使用file命令证明。

  如果我们想要程序进行静态链接,生成目标文件时需要加上 -static 选项,如果你的系统下没有安装C/C++静态库可以使用这条指令安装:

yum install -y glibc-static glibc-devel-static libstdc++-static#安装C/C++静态库文件

  使用静态链接来链接目标文件,文件内容会很大,使用ldd命令查看,出现了 “not a dynamic executable”,意思是不是动态可执行程序。

静态库的工作状态:

1、在编译时,静态库的目标文件(.o文件)会被链接到可执行文件中。

2、静态库的函数和数据在可执行文件中是静态的,与.o文件进行 静态链接

3、静态库的大小会增加可执行文件的大小,因为库的代码会被完整地复制到可执行文件中。

动态库的工作状态:

1、在编译时,动态库的目标文件(.o文件)会被编译成共享对象文件(.so文件)

2、动态库的函数和数据在运行时才会被加载到内存中

3、动态库的使用需要运行时的加载和链接过程,因此执行速度相对较慢

4、动态库可以被多个可执行文件共享,节省了系统资源

🔎动静态库的优缺点

动态库优缺点:

优点

  • 比较节省资源,不会出现太多重复代码 — 磁盘资源,内存,网络等资源。

缺点

  • 对库的依赖性比较强,一旦库丢失,所有依赖这个库的程序全部无法运行

静态库的优缺点:

优点

  • 不依赖库,同类型平台中都可以直接运行使用。

缺点

  • 可执行的程序体积比较大,比较浪费资源。

✈️ gcc的使用


  gcc常用的一些选项

  • -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.
  • -w 不生成任何警告信息。
  • -Wall 生成所有警告信息。

一般我们编译C语言的代码直接使用:

gcc xxx.c -o 运行程序文件名#编译出来直接得到可执行程序


✈️ 总结

  • 普通用户想要进行sudo操作,需要root账号在sudoers文件里面将该普通用户进行对应的设置,重启即可使用sudo指令。
  • gcc是一款编译工具,而编译过程无外乎:预处理、编译、汇编、链接 这四个步骤,gcc也可以单独对这四个步骤进行编译。
  • gcc的一些常用选项,例如:-c,-o等,需要多加练习。

  如果这篇文章对各位有帮助的话,还望三连支持一下博主~~

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