一、預(yù)編譯指令

1.1預(yù)處理功能

• 去掉注釋
• 頭文件的展開
• 條件編譯
• 宏替換

1.2指令

• 預(yù)處理指令是以#號(hào)開頭的代碼行
• gcc下使用：gcc -E code.c -o code.i 來生成可執(zhí)行文件
• 選項(xiàng)“-E”,該選項(xiàng)的作用是讓 gcc 在預(yù)處理結(jié)束后停止編譯過程
• 選項(xiàng)“-o”是指目標(biāo)文件,“.i”文件為已經(jīng)過預(yù)處理的C原始程序

實(shí)例：

1.3問題擴(kuò)展

為什么能在Linux下進(jìn)行C/C++或者其他形式的開發(fā)呢？

• C/C++開發(fā)環(huán)境不只是指gcc、g++、vs等編譯器，更重要的是語言本身的頭文件和庫文件
• 在進(jìn)行開發(fā)前，系統(tǒng)中一定要提前安裝或者后續(xù)安裝上C/C++相應(yīng)的頭文件和庫
• 對于編譯型語言，在選擇對應(yīng)的開發(fā)包進(jìn)行下載時(shí)，必定也在同步下載頭文件和庫文件
• 使用ls /usr/include 可以查看Linux下包含的所以頭文件

• 條件編譯的應(yīng)用場景
• 根據(jù)編譯條件，裁剪掉某些社區(qū)版編譯器所不需要的功能
• 經(jīng)過預(yù)處理的源文件也是c語言

二、編譯（生成匯編）

• 在這個(gè)階段中,gcc 首先要檢查代碼的規(guī)范性、是否有語法錯(cuò)誤等，以確定代碼的實(shí)際要做的工作，在檢查無誤后，gcc 把代碼翻譯成匯編語言
• 用戶可以使用“-S”選項(xiàng)來進(jìn)行查看,該選項(xiàng)只進(jìn)行編譯而不進(jìn)行匯編,生成匯編代碼

實(shí)例：

gcc -S code.i -o code.s

三、匯編（生成二進(jìn)制機(jī)器語言）

• 匯編階段是把編譯階段生成的“.s”文件轉(zhuǎn)成目標(biāo)文件（可重定向二進(jìn)制目標(biāo)文件，.obj）
• 可使用選項(xiàng)“-c”就可看到匯編代碼已轉(zhuǎn)化為“.o”的二進(jìn)制目標(biāo)代碼
• 生成的目標(biāo)文件雖然是二進(jìn)制，但是不能獨(dú)立運(yùn)行，要和庫進(jìn)行鏈接形成可執(zhí)行文件才能執(zhí)行

實(shí)例：

gcc -c code.s -o code.o

四、鏈接（生成可執(zhí)行文件或庫文件）

4.1庫文件

我們的C程序中，并沒有定義“printf”的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，且在預(yù)編譯中包含的“stdio.h”中也只有該函數(shù)的聲明，而沒有定義函數(shù)的實(shí)現(xiàn),那么,是在哪里實(shí)“printf”函數(shù)的呢?

答案是：系統(tǒng)把這些函數(shù)實(shí)現(xiàn)都被做到名為 libc.so.6 的庫文件中去了,在沒有特別指定時(shí)，gcc 會(huì)到 系統(tǒng)默認(rèn)的搜索路徑“/usr/lib”下進(jìn)行查找，也就是鏈接到 libc.so.6 庫函數(shù)中去，這樣就能實(shí)現(xiàn)函數(shù)“printf”了，而這也就是鏈接的作用

• 庫文件實(shí)際上是.c（源文件）經(jīng)過一定的翻譯打包后形成的一個(gè)文件——可以達(dá)到只需要提供一個(gè)文件不需要提供多個(gè)源文件，隱藏源文件的功能
• 軟件=頭文件中方法的聲明+庫文件中方法的實(shí)現(xiàn)+代碼
• Windows下存在以.dll為后綴的動(dòng)態(tài)庫和以.lib為后綴的靜態(tài)庫
• Linux下存在以.so為后綴的動(dòng)態(tài)庫和以.a為后綴的靜態(tài)庫

如何查看Linux的動(dòng)態(tài)庫和靜態(tài)庫？

ls /usr/lib64/libc.so*

ls /usr/lib64/libc.a*

4.2目標(biāo)文件和庫的鏈接

動(dòng)態(tài)鏈接

• 動(dòng)態(tài)庫在編譯鏈接時(shí)并沒有把庫文件的代碼加入到可執(zhí)行文件中，而是在程序執(zhí)行時(shí)跳轉(zhuǎn)到庫中去執(zhí)行相應(yīng)的方法，執(zhí)行結(jié)束后再回到代碼調(diào)用處繼續(xù)往下執(zhí)行，這樣可以節(jié)省系統(tǒng)的開銷。動(dòng)態(tài)庫不能缺失，一旦缺失，所有依賴于動(dòng)態(tài)庫程序都無法正常運(yùn)行。
• 動(dòng)態(tài)庫一般后綴名為“.so”,如前面所述的 libc.so.6 就是動(dòng)態(tài)庫。gcc 在編譯時(shí)默認(rèn)使用動(dòng)態(tài)庫。完成了鏈接之后，gcc 就可以生成可執(zhí)行文件。

靜態(tài)鏈接

• 靜態(tài)庫是指編譯鏈接時(shí)，把庫文件的代碼全部拷貝加入到可執(zhí)行文件中，因此生成的文件比較大，但再運(yùn)行時(shí)，該目標(biāo)問津不會(huì)再依賴庫文件了。

4.3動(dòng)態(tài)庫和靜態(tài)庫的優(yōu)缺點(diǎn)

• 動(dòng)態(tài)庫：動(dòng)態(tài)庫為共享庫，可以節(jié)約資源（磁盤空間，內(nèi)存空間，網(wǎng)絡(luò)空間）；但動(dòng)態(tài)庫一旦缺失，所有依賴于該動(dòng)態(tài)庫的程序都無法正常運(yùn)行
• 靜態(tài)庫：程序不依賴庫，靜態(tài)庫銷毀，后續(xù)程序可以正常運(yùn)行；體積大，不可以節(jié)約資源
• Linux下，生成可執(zhí)行文件時(shí)的默認(rèn)為動(dòng)態(tài)鏈接--需要提供動(dòng)態(tài)庫
• Linux下，要按照靜態(tài)鏈接的方式，在進(jìn)行編譯時(shí)要添加選項(xiàng)-static

實(shí)例：gcc code.c -o code.test

gcc code.c -o code.test_static -static

可以看出，按照靜態(tài)鏈接的方式形成的可執(zhí)行文件比動(dòng)態(tài)鏈接形成的可執(zhí)行文件大

• 如果沒有靜態(tài)庫，不能進(jìn)行-static動(dòng)態(tài)鏈接
• 如果沒有動(dòng)態(tài)庫，只有靜態(tài)庫，而且gcc能找到該靜態(tài)庫，那么可以進(jìn)行靜態(tài)鏈接
• Linux默認(rèn)優(yōu)先動(dòng)態(tài)鏈接，-static的本質(zhì)：改變靜態(tài)鏈接的優(yōu)先級，只適配一次
• 不一定所有的鏈接都是動(dòng)態(tài)鏈接或靜態(tài)鏈接，也有可能時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接和靜態(tài)鏈接混合的

五、debug和release

• Linux默認(rèn)生成的release版本
• debug版本的可執(zhí)行文件會(huì)比release版本的略大
• 要生成debug版本的可執(zhí)行文件，可以在編譯時(shí)添加-g選項(xiàng)

實(shí)例：gcc code.c -o code.test_debug -g

gcc code.c -o code.test_debug_static -g -static

• 生成的可執(zhí)行文件并不是無序的二進(jìn)制格式，而是有自己的格式--ELF格式
• file指令

實(shí)例：file code.test

file code.test_static

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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