linux下利用gcc编译C和C++

gcc ------->默认编译c文件（gcc  xxx  -lstdc++链接到c++库编译c++，g++默认编译c++）

一．CC编译程序过程分四个阶段
◆ 预处理（Pre-Processing）
◆ 编译（Compiling）
◆ 汇编（Assembling）
◆ 链接（Linking）

1.1 预处理(Pre-Processing)

gcc -E test.c -o test.i 或 gcc -E test.c

可以输出test.i文件中存放着test.c经预处理之后的代码。打开test.i文件，看一看，就明白了。后面那条指令，是直接在命令行窗口中输出预处理后的代码.

gcc的-E选项，可以让编译器在预处理后停止，并输出预处理结果。预处理结果就是将#include等类似的文件中的内容插入到当前文件中。

 

1.2 编译(Compiling)

预处理之后，可直接对生成的test.i文件编译，生成汇编代码：

gcc -S test.i -o test.s

gcc的-S选项，表示在程序编译期间，在生成汇编代码后，停止，-o输出汇编代码文件。

 

1.3 汇编（Assembling）

对于生成的汇编代码文件test.s，gas汇编器负责将其编译为目标文件，如下：

gcc -c test.s -o test.o

1.4 链接（Linking）

gcc连接器是gas提供的，负责将程序的目标文件与所需的所有附加的目标文件连接起来，最终生成可执行文件。附加的目标文件包括静态连接库和动态连接库。

对于上一小节中生成的test.o，将其与Ｃ标准输入输出库进行连接，最终生成程序test

gcc test.o -o test

这个程序，一步到位的编译指令是:

gcc test.c -o test

 

 二：库文件链接

开发软件时，完全不使用第三方函数库的情况是比较少见的，通常来讲都需要借助许多函数库的支持才能够完成相应的功能。从程序员的角度看，函数库实际上就是一些头文件（.h）和库文件（so、或lib、dll）的集合。。虽然Linux下的大多数函数都默认将头文件放到/usr/include/目录下，而库文件则放到/usr/lib/目录下；Windows所使用的库文件主要放在Visual Stido的目录下的include和lib，以及系统文件夹下。但也有的时候，我们要用的库不再这些目录下，所以GCC在编译时必须用自己的办法来查找所需要的头文件和库文件。（头文件的路径用-I，库文件路径用-L，比如说-I/usr/myinclude -L/usr/mylib）

-l参数就是用来指定程序要链接的库，-l参数紧接着就是库名，那么库名跟真正的库文件名有什么关系呢？就拿数学库来说，他的库名是m，他的库文件名是libm.so，很容易看出，把库文件名的头lib和尾.so去掉就是库名了（把函数库命名为“lib“是UNIX的惯例，“.so”是共享文件库的标准扩展名）

 

2.1 编译成可执行文件

首先我们要进行编译test.c为目标文件，这个时候需要执行

gcc –c –I /usr/dev/mysql/include test.c –o test.o

2.2 链接

最后我们把所有目标文件链接成可执行文件:

gcc –L /usr/dev/mysql/lib –lmysqlclient test.o –o test

Linux下的库文件分为两大类分别是动态链接库（通常以.so结尾）和静态链接库（通常以.a结尾），二者的区别仅在于程序执行时所需的代码是在运行时动态加载的，还是在编译时静态加载的。

2.3 强制链接时使用静态链接库

默认情况下， GCC在链接时优先使用动态链接库，只有当动态链接库不存在时才考虑使用静态链接库，如果需要的话可以在编译时加上-static选项，强制使用静态链接库。

在/usr/dev/mysql/lib目录下有链接时所需要的库文件libmysqlclient.so和libmysqlclient.a，为了让GCC在链接时只用到静态链接库，可以使用下面的命令:

gcc –L /usr/dev/mysql/lib –static –lmysqlclient test.o –o test

 

静态库链接时搜索路径顺序：

1. ld会去找GCC命令中的参数-L
2. 再找gcc的环境变量LIBRARY_PATH
3. 再找内定目录 /lib /usr/lib /usr/local/lib 这是当初compile gcc时写在程序内的

动态链接时、执行时搜索路径顺序:

1. 编译目标代码时指定的动态库搜索路径
2. 环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的动态库搜索路径
3. 配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径
4. 默认的动态库搜索路径/lib
5. 默认的动态库搜索路径/usr/lib

有关环境变量：
LIBRARY_PATH环境变量：指定程序静态链接库文件搜索路径
LD_LIBRARY_PATH环境变量：指定程序动态链接库文件搜索路径

 

总结：源文件首先会生成中间目标文件，再由中间目标文件生成执行文件。在编译时，编译器只检测程序语法，和函数、变量是否被声明。如果函数未被声明，编译器会给出一个警告，但可以生成Object File。而在链接程序时，链接器会在所有的Object File中找寻函数的实现，如果找不到，那到就会报链接错误码

 

三：makefile工具

 make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。make会一层又一层地去找文件的依赖关系（如果该过程文件比生成的目标文件新，需重新编译），直到最终编译出第一个目标文件。

Makefile的规则

target ... : prerequisites ...
           　　 command
　　　　　　　　　　...
　　　　　　　　　　...

 

 target这一个或多个的目标文件依赖于prerequisites中的文件，其生成规则定义在command中。说白一点就是说，prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新的话，command所定义的命令就会被执行。这就是Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。

3.1 基础makefile

    target : prerequisites1.o prerequisites2.o prerequisites3.o /
                cc -o target prerequisites1.o prerequisites2.o prerequisites3.o display.o 
    prerequisites1.o : prerequisites1.c prerequisites1.h
            cc -c main.c
    prerequisites2.o : prerequisites1.c prerequisites2.h
            cc -c prerequisites2.c
    prerequisites3.o : prerequisites3.c prerequisites3.h
            cc -c prerequisites3.c
    clean :
             rm target prerequisites1.o prerequisites2.o prerequisites3.o

反斜杠（/）是换行符的意思。在这个makefile中，目标文件（target）包含：中间目标文件（*.o），依赖文件（prerequisites）就是冒号后面的那些 .c 文件和 .h文件。每一个 .o 文件都有一组依赖文件，而这些 .o 文件又是执行文件 target 的依赖文件。依赖关系的实质上就是说明了目标文件是由哪些文件生成的。

在定义好依赖关系后，后续的那一行定义了如何生成目标文件的操作系统命令，一定要以一个Tab键作为开头。make并不管命令是怎么工作的，他只管执行所定义的命令。make会比较targets文件和prerequisites文件的修改日期，如果prerequisites文件的日期要比targets文件的日期要新，或者target不存在的话，那么，make就会执行后续定义的命令。

3.2 变量makefile

上例看到编译目标文件时[.o]文件的字符串被重复了两次，如果我们的工程需要加入一个新的[.o]文件，那么我们需要在两个地方加（应该是三个地方，还有一个地方在clean中）。我们声明一个变量OBJ等于依赖的[.o]文件，然后在我们的makefile中以“$(objects)”的方式来使用这个变量

3.3 make自动推导

GNU的make很强大，它可以自动推导文件以及文件依赖关系后面的命令，于是我们就没必要去在每一个[.o]文件后都写上类似的命令。make看到一个[.o]文件，它就会自动的把[.c]文件加在依赖关系中，如果make找到一个prerequisite1.o，那么prerequisite1.c，就会是prerequisite1.o的依赖文件。并且 cc -c prerequisite1.c 也会被推导出来。如下代码：

OBJ = prerequisites1.o prerequisites2.o prerequisites3.o

target : $(OBJ)/
                cc -o target $(OBJ)
    prerequisites1.o : prerequisites1.h
    prerequisites2.o : prerequisites2.h
    prerequisites3.o : prerequisites3.h
    
    .PHONY : clean
    clean :
             rm target $(OBJ)

这种方法，也就是make的“隐晦规则”。上面文件内容中，“.PHONY”表示，clean是个伪目标文件。