【Linux系列P5】gcc&g++与【动静态库】的美妙邂逅

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YY的代码生活 发表于 2023/07/03 09:28:43 2023/07/03
【摘要】 ​ 欢迎订阅 YY 滴Linux专栏!更多干货持续更新!以下是传送门! 订阅专栏阅读:YY的《Linux》系列 ❀❀❀❀❀【Linux系列-P1】 Linux环境的搭建【Linux系列-P2】Linux的基本知识与指令【Linux系列-P3】Linux的权限【Linux系列-P4】Linux基本工具[yum][vim]目录一.底层知识点二.函数库1.库的基础知识2.库的命名规则(会识别即可)...

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前言

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【Linux系列-P1】 Linux环境的搭建
【Linux系列-P2】Linux的基本知识与指令
【Linux系列-P3】Linux的权限
【Linux系列-P4】Linux基本工具[yum][vim]









目录


一.底层知识点

二.函数库

1.库的基础知识

2.库的命名规则(会识别即可)

三.Linux编译器-gcc/g++使用

1. gcc/g++是什么?

2.gcc/g++的作用效果是什么?

3.gcc/g++ 怎么使用?选项有哪些?怎么记忆?

四.使用g++指令控制【翻译】各个过程

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.链接(生成可执行文件或库文件)

五.【.obj文件】与库的链接

1.【动态库/动态链接】与【静态库/静态链接】

2.编译形成可执行程序,默认采用【动态链接】 

3.【-static】选项&【动静态库细节】




一.底层知识点

引入:在我们在Window或者Linux系统上进行C/C++及其它形式的开发时,我们可能会有这样的疑问————这一过程是如何得以实现的?

  • 其实在我们的系统中,已经提前有了C++或者其他语言开发相关的头文件,库文件
  • 也就是说,C++开发环境不仅仅指的是vscode,gcc,g++,更为重要的是,系统是否含有语言本身的头文件和库文件
  • 当我们安装vscode等编译器时,我们会发现,其会让我们选择对应的开发包,其中就包括C的头文件和库文件

二.函数库

1.库的基础知识

引入:

  • 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?
  • 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
  • 链接的过程发生在预处理阶段,而【库】的作用是——提供链接方法的实现
  • 库,其实就是把多个源文件(.c文件),经过一定的翻译,然后打包————到最后只提供给我们一个文件;
  • C语言的标准库本质是一个文件有路径;
  • 我们可以得到这样一个等式:我们的软件=我们的代码+库文件提供方法的实现;

2.库的命名规则(会识别即可)

引入:在我们的机器上,默认会安装动态库,静态库默认是没有安装的

例:我们能找到这样的文件名——libname.so.XXX 

Linux

  • .so(动态库)
  • .a(静态库)

Windows

  • .dll(动态库)
  • .lib(静态库) 

三.Linux编译器-gcc/g++使用

1. gcc/g++是什么?

  • gcc 是GNU Compiler Collection,原名为Gun C语言编译器,因为它原本只能处理C语言,但gcc很快地扩展,包含很多编译器(C、C++、Objective-C、Ada、Fortran、 Java),可以说gcc是GNU编译器集合;
  • 注意点:g++既可以处理C/C++语言,而gcc只能处理C语言;一般我们使用g++即可;

2.gcc/g++的作用效果是什么?

  • 作用:gcc/g++就是将包含了代码的文本文件编译(预处理、编译、汇编、链接)成可执行的文件。然后我们才能执行;比如我们写了一段代码 (名为a.cpp),你可以用任意文本编辑软件来写,不需要非是IDE

3.gcc/g++ 怎么使用?选项有哪些?怎么记忆?

gcc [选项] 要编译的文件 [选项] 目标文件

在下文中有关于选项更详细的实操

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。

关于选项的记忆窍门

  •  ESc,iso
  • 【键盘左上角ESC键】,【ios系统反后面俩个iso】

四.使用g++指令控制【翻译】各个过程

引入:g++控制过程的原理可以理解为一个截断阀(.c文件)从现在开始进行程序的翻译

  • -E表示将预处理工作做完就停下来,生成(.i文件)
  • -S表示将编译工作做完就停下来,生成(.s文件)
  • -c表示将汇编工作做完就停下来,生成(.o文件)

1.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(得到不同版本软件),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【指向目标文件】,“.i”文件为已经过预处理的C原始程序。

2.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

3.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
  • (.o文件)目标文件即(.obj文件),(.obj文件)不可以独立执行,还需要进行链接
  • 实例: 
    gcc –c hello.s –o hello.o

4.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
  • (.o文件)和库(动态库/静态库)链接形成可执行程序
  • 实例: 
    gcc hello.o –o hello

五.【.obj文件】与库的链接

1.【动态库/动态链接】与【静态库/静态链接】

  • 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
  • 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”

2.编译形成可执行程序,默认采用【动态链接】 

  • 在Linux中,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

3.【-static】选项&【动静态库细节】

  • 在Linux中,如果要按照静态链接的方式进行形成可执行程序,需要添加-static选项】(提供静态库) ,例如
gcc mycode.c -o mycode -static
  • 但是如果我们没有静态库,就要强制-static,是不能实现的;由此我们可以看出,-static的本质:改变(.o文件)与库链接的优先级,优先级:动态库>静态库;
  • 不一定是纯的全动态/静态库,一般是动静态库混合的;

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