Ubuntu系统下C编译初步

Ubuntu系统下C编译初步
出处：dschool 开发者学院
一、C 编程中相关文件后缀
二、单个源文件生成可执行程序
三、源文件生成对象文件
四、多个源文件生成可执行程序
五、编译预处理
六、生成汇编代码
七、创建静态库
八、创建共享库
九、超越命名惯例

一、C 编程中相关文件后缀
.a 静态库(archive)
.c C源代码（需要编译预处理）
.h C源代码头文件
.i C源代码（不需编译预处理）
.o 对象文件
.s 汇编语言代码
.so 动态库
二、单个源文件生成可执行程序
下面是一个简单的“hello, ubuntu”程序的源代码：

/* helloubuntu.c */
#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
printf("hello, ubuntu\n");
return 0;
}

最简单直接的编译该代码为可执行程序的方法是，将该代码保存为文件helloubuntu.c，并执行以下命令：

$ gcc -Wall helloubuntu.c

编译器通过检查命令行中指定的文件的后缀名可识别其为C 源代码文件。GCC 默认的动作：编译源代码文件生成对象文件(object file)，链接对象文件得到可执行程序，删除对象文件。由于命令行中未指定可执行程序的文件名，编译器采用默认的a.out。在命令行中输入程序名可使其执行并显示结果：
$ ./a.out
hello, ubuntu
选项-o 用来指定所生成的可执行程序的文件名。下面的命令生成名为helloubuntu 的可执行程序：
$ gcc -Wall helloubuntu.c -o helloubuntu
在命令行中输入程序名将使其执行，如下：
$ ./helloubuntu
hello, ubuntu
注意如果有用到math.h库等非gcc默认调用的标准库，请使用-lm参数
三、源文件生成对象文件
选项-c 指示GCC 编译源代码文件，但将对象文件保留在磁盘中并跳过链接对象文件生成可执行文件这一步。在这种情况下，默认的输出文件的文件名同源代码文件名一致，只不过後缀换为.o 。例如：下面的命令将生成名为helloubuntu.o 的对象文件：
$ gcc -c -Wall helloubuntu.c
选项-o 可用来指定生成的对象文件的文件名。以下命令将产生名为kubuntu.o 的对象文件：
$ gcc -c -Wall helloubuntu.c -o kubuntu.o
当构建对象库或者生成一系列对象文件以备稍後链接用时，一条命令即可从多个源码文件生成对应的对象文件。下面的命令将生成对象文件ubuntu.o, kubuntu.o 与xubuntu.o：
$ gcc -c -Wall ubuntu.c kubuntu.c xubuntu.c
四、多个源文件生成可执行程序
即使多个源码文件被编译，GCC 编译器也会自动进行链接操作。例如：下面的代码保存在名为hellomain.c 的文件中并调用一个名为sayhello()的函数：

/* hellomain.c */
void sayhello(void);
int main(int argc,char *argv[])
{
    sayhello();
    return 0;
}

以下代码保存在名为sayhello.c 的文件中并定义了sayhello() 函数：

/* sayhello.c */
#include <stdio.h>
void sayhello()
{
    printf("hello, ubuntu\n");/*这里有个小错误，是中文输入法造成的引号使gcc 报错*/
}

下面的命令将两个文件分别编译为对象文件且将其链接为可执行程序hello，并删除对象文件：
$ gcc -Wall hellomain.c sayhello.c -o hello

五、编译预处理
选项-E 指示编译器只进行编译预处理。下面的命令将预处理源码文件helloubuntu.c 并将结果在标准输出中列出：
$ gcc -E helloubuntu.c
选项-o 用来将预处理过的代码定向到一个文件。像本文一开始给出的後缀列表所给出的，不需经过预处理的C 源码文件保存为後缀为.i 的文件中，这种文件可以这样来获得：
$ gcc -E helloubuntu.c -o helloubuntu.i
六、生成汇编代码
选项-S 指示编译器生成汇编语言代码然後结束。下面的命令将由C 源码文件helloubuntu.c 生成汇编语言文件helloubuntu.s：
$ gcc -S helloubuntu.c
汇编语言的形式依赖于编译器的目标平台。如果多个源码文件被编译，每个文件将分别产生对应的汇编代码模块。
七、创建静态库
静态库是编译器生成的普通的.o 文件的集合。链接一个程序时用库中的对象文件还是目录中的对象文件都是一样的。静态库的另一个名字叫归档文件(archive)，管理这种归档文件的工具叫ar 。
要构建一个库，首先要编译出库中需要的对象模块。例如，下面的两个源码文件为hellofirst.c
和hellosecond.c：

/* hellofirst.c */
#include <stdio.h>
void hellofirst()
{
    printf(“The first hello\n”);
}

/* hellosecond.c */
#include <stdio.h>
void hellosecond()
{
printf(“The second hello\n”);
}

这两个源码文件可以用以下命令编译成对象文件：
$ gcc -c -Wall hellofirst.c hellosecond.c
程序ar 配合参数-r 可以创建一个新库并将对象文件插入。如果库不存在的话，参数-r 将创建一个新的，并将对象模块添加（如有必要，通过替换）到归档文件中。下面的命令将创建一个包含本例中两个对象模块的名为libhello.a 的静态库：
$ ar -r libhello.a hellofirst.o hellosecond.o
现在库已经构建完成可以使用了。下面的程序twohellos.c 将调用该库中的这两个函数：

/* twohellos.c */
void hellofirst(void);
void hellosecond(void);
int main(int argc,char *argv[])
{
    hellofirst();
    hellosecond();
    return 0;
}

程序twohellos 可以通过在命令行中指定库用一条命令来编译和链接，命令如下：
$ gcc -Wall twohellos.c libhello.a -o twohellos
静态库的命名惯例是名字以三个字母lib 开头并以後缀.a 结束。所有的系统库都采用这种命名惯例，并且它允许通过-l(ell) 选项来简写命令行中的库名。下面的命令与先前命令的区别仅在于gcc 期望的找寻该库的位置不同：
$ gcc -Wall twohellos.c -lhello -o twohellos
指定完整的路径名可使编译器在给定的目录中寻找库。库名可以指定为绝对路径（比如/usr/worklibs/libhello.a）或者相对与当前目录的路径（比如./lib/libhello.a）。选项-l 不能具有指定路径的能力，但是它要求编译器在系统库目录下找寻该库。
八、创建共享库
共享库是编译器以一种特殊的方式生成的对象文件的集合。对象文件模块中所有地址（变量引用或函数调用）都是相对而不是绝对的，这使得共享模块可以在程序的运行过程中被动态地调用和执行。
要构建一个共享库，首先要编译出库中需要的对象模块。例如：下面是文件名为shellofirst.c和shellosecond.c 的两个源码文件：

/* shellofirst.c */
#include <stdio.h>
void shellofirst()
{
    printf(“The first hello from a shared library\n”);
}

/* shellosecond.c */
#include <stdio.h>
void shellosecond()
{
printf(“The second hello from a shared library\n”);
}

要将以上两个源码文件编译成对象文件，可以用下面的命令：
$ gcc -c -Wall -fpic shellofirst.c shellosecond.c
选项-c 告诉编译器只生成.o 的对象文件。选项-fpic 使生成的对象模块采用浮动的（可重定位的）地址。缩微词pic 代表“位置无关代码”（position independent code）。
下面的gcc 命令将对象文件构建成一个名为hello.so 的共享库：
$ gcc -Wall -shared shellofirst.o shellosecond.o -o hello.so
选项-o 用来为输出文件命名，而文件後缀名.so 告诉编译器将对象文件链接成一个共享库。通常情况下，链接器定位并使用main() 函数作为程序的入口，但是本例中输出模块中没有这种入口点，为抑制错误选项-shared 是必须的。
编译器能将後缀为.c 的文件识别为C 语言源代码文件，并知道如何将其编译成为对象文件。基于这一点，先前的两条命令我们可以合并为一条;下面的命令直接将模块编译并存储为共享库：
$ gcc -Wall -fpic -shared shellofirst.c shellosecond.c -o hello.so
下面的程序，存储在文件stwohellos.c 内，是调用共享库中两个函数的主程序：

/* stwohellos.c */
void shellofirst(void);
void shellosecond(void);
int main(int argc,char *argv[])
{
    shellofirst();
    shellosecond();
    return 0;
}

该程序可以用下面的命令编译并链接共享库：
$ gcc -Wall stwohellos.c hello.so -o stwohellos
程序stwohello 已经完成，但要运行它必须让其能定位到共享库hello.so，因为库中的函数要在程序运行时被加载。需要注意的是，当前工作目录可能不在共享库的查找路径中，因此需要使用如下的命令行设定环境变量LD_LIBRARY_PATH：
$ export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:./
九、超越命名惯例
如果环境要求你使用.c 以外的後缀名来命名你的C 源码文件，你可以通过-x 选项来指定其对应的语言以忽略我们的命名规范。例如，下面的命令将从文件helloworrld.jxj 编译C语言源代码并生成可执行文件helloubuntu：
$ gcc -xc helloubuntu.jxj -o helloubuntu
通常，在没有-x 选项的情况下，任何具有未知後缀名的源码文件名都被认为是连接器可以识别的选项，并在不做任何更改的情况下传递给链接器。选项-x 对其後的所有未知後缀的文件都起作用。例如，下面的命令使gcc 将align.zzz 和types.xxx 都作为C 源码文件来处理：
$ gcc -c -xc align.zzz types.xxx