Linux开发工具——gcc篇

gcc的使用

文章目录

gcc的使用

    历史遗留问题（普通用户sudo）

    gcc编译过程

      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）

    动静态库

      动静态库的优缺点

    gcc的使用

    总结

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  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！

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✈️ 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/：

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✈️ 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。

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✈️ 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 和 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。

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

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✈️ 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。

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