GCC常见命令

rwx 对于目录和文件的区别

	文件	目录
r	文件的内容可以被查看。支持cat、more、head...vim	目录的内容可以被查看。ls、tree
w	文件的内容可以被添加、修改、删除。vim > >>	目录的内容（目录项）可以被添加、修改、删除。rm、touch、mv、cp...
x	可执行、可运行。（可执行程序、脚本）	该目录可以被进入。 cd

gcc 编译器

编译过程

1. 预处理： 预处理器

   • 将 源文件，展开 头文件、替换宏（变量宏、函数宏）、替换 空行、空格、table、注释
   • gcc -E hello.c -o hello.i
     • -E: 预处理选项
     • -o：重命名。

2. 编译：编译器

   • 逐行检查程序中出现的 语法和词法 错误！简单的逻辑错误。—— 所有编译过程中，最耗时
   • gcc -S hello.i -o hello.s
     • -S: 编译选项，如果编译无误，生成 .s 汇编文件。

3. 汇编：汇编器。

   • 将 .s 汇编 文件中，的所有汇编指令，翻译成二进制机器码。
   • gcc -c hello.s -o hello.o
     • -c: 汇编选项。 无错误检查。机械翻译。

4. 链接：连接器。-- ld --

   • 将 .o 的目标文件，链接库文件、数据段合并，地址回填。生成可执行文件。
   • gcc hello.o -o hello
     • 此过程无专用参数。 -o 不是连接过程必须使用的参数。

gcc 的其他参数

• -c：只生成目标文件（过程包含：预处理、编译、汇编）
• -v：查看gcc版本
• -I(大i)： 指定 头文件所在目录位置。
• -L：指定库文件所在目录位置。
• -l(小L)：指定库名。（ 去掉前缀lib 和 后缀 .so 或 .a ）
• -g: 使用gdb调试前，编译程序添加！ 加-g编译的可执行文件，带有调试表。给gdb提供调试环境。
• -Wall：显示所有的 警告信息。
• -D：在编译期间动态的向程序中，注册变量宏。
  • 例：gcc -o test test.c -D MAX=10

动态库和静态库

函数库

• 本质：一组函数。具有相近的功能或操作同一数据结构。

  • <string.h> : strcpy/strcmp/strcat/strlen/strstr/strchr/strtok ....
  • 自定义库：<mysort.h> : bubble_sort / select_sort/ quick_sort / insert_sort ....

• 作用：

  1. 代码复用。
  2. 程序积累。

• 发布形式：

  1. 源码形式：
     • 优点：方便使用者学习和使用。
     • 缺点：1. 保密性差。2. 编译程序耗时。3. 编译受平台、版本限制。
  2. 二进制形式：
     • 优点、缺点，与上述相反。

• 我们使用的函数： 标准C库：/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6

静态库

简述

• 机制：在编译程序时，复制静态库的代码片，到可执行程序中。
• 优点：将函数库中的函数本地化。寻址方便，速度快。（库函数执行效率 == 自定义函数执行效率）
• 缺点：消耗系统资源大，每个使用静态库的程序，都要复制一份，静态库。浪费内存。
• 使用场景：多用于核心程序，保证时效性，可以忽略空间。

制作

1. 生成 *.o 目标文件。

   gcc add.c sub.c mul.c -c  ---->  add.o sub.o mul.o
   

2. 制作静态库

   ar rcs lib静态库名.a add.o sub.o mul.o
   	# ar:制作静态库的工具。 gcc 不具备制作静态库功能。
   	# r：更新。c：创建（可省）。s：建立索引。
   	# 静态库库名，必须lib开头，以.a 。 --- 使用 file lib静态库名.a 查看。
   

3. 使用静态库

   gcc ./src/hello.c -o app -L ./lib -l mymath -I ./inc
   

4. 查看静态库

   file libmymath.a
   
   libmymath.a: current ar archive
   

动态库（共享库）

简介

• 机制：代码共享。

• 优点：节省内存（共享）、易于更新（动态链接）

• 缺点：相较于静态库而言，函数调用速度慢（函数地址“延时绑定”）

• 使用场景：

  1. 对程序执行速度要求不是很强烈，而对系统资源有一定要求的场景。
  2. 对应更新比较频繁程序。
     1. 停止运行程序
     2. 使用新库覆盖旧库（保证新库、旧库名称一致。接口一致。）
     3. 重启程序。

重点强调

1. 动态库是否加载到内存，取决于 “程序是否运行”。
2. 动态库加载至内存的位置，不固定。

制作

1. 生成与位置无关的 目标文件：

   gcc -fPIC -c add.c mul.c sub.c
   

2. 制作动态库

   gcc -shared -o libmymath.so add.o sub.o mul.o
   

3. 测试使用动态库

   gcc hello.c -o app -L ./lib -l mymath -I ./inc
   

4. 查看动态库

   file libmymath.so 
   
   libmymath.so: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, BuildID[sha1]=8e82c257df06f7e69e5b0e2c30d2056f4f13422b, not stripped
   

5. 启动 程序 ./app ----> 报错：

   ./app: error while loading shared libraries: libmymath.so: cannot open shared object file: No such file or directory
   

   • 错误原因：“动态链接器” ld-linux-x86-64.so.2 搜索动态库的路径没有指定。

     • 链接器：工作于 gcc 编译4过程 中的 “链接阶段”。 工作结束，生成 可执行文件。
     • 动态链接器：工作于可执行程序运行之后，辅助加载器负责将动态库加载到内存。

   • 查看错误：ldd 可执行文件名

6. 解决上述错误。 —— 基本思想：给 动态链接器 指定 动态库路径。

   1. 环境变量法 。

      • export LD_LIBRARY_PATH=./lib 将当前动态库所在目录，加入到环境变量中。

      • 终端一旦退出，环境变量的修改无效。

   2. 配置文件法：

      • 将上述修改环境变量的指令，写入到 ~/.bashrc 中

      • 每次启动终端，自动生效

   3. 拷贝法：

      • 受程序使用 libc 库的启发。将自定义的 libmymath.so 文件 拷贝到 /lib 或 /usr/lib 中

      • 为了执行用户自定义程序。需要修改系统配置。

   4. 【推荐使用】缓存文件法：

      1. 通过修改配置文件，修改缓存文件，生成动态连接器需要搜寻的新目录位置。

      2. 打开配置文件：sudo vim /etc/ld.so.conf

      3. 修改配置文件：将 动态库 的绝对路径添加到 /etc/ld.so.conf 文件中。

      4. 使用 命令 sudo ldconfig -v 动态更新 ld.so.cache 文件（二进制文件）。 该文件直接影响动态连接器搜索动态库位置。

makefile

• 作用：进行项目管理。
• 初步学习：1个规则、2个函数、3个自动变量。
• 要想使用默认的make命令，管理项目。makefile文件名：必须是 “makefile” 或 “Makefile”

makefile的规则

语法：

目标：依赖条件
（一个tab缩进）命令

举例：
hello:hello.c
	gcc hello.c -o hello

• 目标的时间，必须晚于依赖条件的时间，否则，更新目标。
• 依赖条件，如果不存在，寻找新的规则去产生依赖条件。

hello:hello.o add.o sub.o mul.o
	gcc hello.o add.o sub.o mul.o -o hello
hello.o:hello.c
	gcc -c hello.c -o hello.o
sub.o:sub.c
	gcc -c sub.c -o sub.o
add.o:add.c
	gcc -c add.c -o add.o
mul.o:mul.c
	gcc -c mul.c -o mul.o

2个函数

wildcard 函数：用来匹配文件名，得到字符串
src = $(wildcard ./*.c)  : 匹配当前工作目录下的所有.c文件。将文件名组成列表，赋值给变量 src
	相当于： src = add.c sub.c mul.c

patsubst 函数：用来字符串替换
obj = $(patsubst %.c, %.o, $(src)) : 将 参3 中，包含 参1的部分，替换为 参2.
	相当于： obj = add.o sub.o mul.o
obj = $(patsubst %.c, %, $(src))
	相当于： obj = add sub mul