如何用gcc编译.docx
- 文档编号:5890130
- 上传时间:2023-01-01
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:21.32KB
如何用gcc编译.docx
《如何用gcc编译.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《如何用gcc编译.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
如何用gcc编译
目录:
∙GCCrules
∙开始...
∙预编译
∙编译
∙汇编
∙连接
∙另外两个重要选项
∙调试
∙小结
∙站点链接
摘要:
要想读懂本文,你需要对C语言有基本的了解,本文将介绍如何使用gcc编译器。
首先,我们介绍如何在命令行方式下使用编译器编译简单的C源代码。
然后,我们简要介绍一下编译器究竟作了那些工作,以及如何控制编译过程。
我们也简要介绍了调试器的使用方法。
GCCrules
你能想象使用封闭源代码的私有编译器编译自由软件吗?
你怎么知道编译器在你的可执行文件中加入了什么?
可能会加入各种后门和木马。
KenThompson是一个著名的黑客,他编写了一个编译器,当编译器编译自己时,就在'login'程序中留下后门和永久的木马。
请到这里阅读他对这个杰作的描述。
幸运的是,我们有了gcc。
当你进行configure;make;makeinstall时,gcc在幕后做了很多繁重的工作。
如何才能让gcc为我们工作呢?
我们将开始编写一个纸牌游戏,不过我们只是为了演示编译器的功能,所以尽可能地精简了代码。
我们将从头开始一步一步地做,以便理解编译过程,了解为了制作可执行文件需要做些什么,按什么顺序做。
我们将看看如何编译C程序,以及如何使用编译选项让gcc按照我们的要求工作。
步骤(以及所用工具)如下:
预编译(gcc-E),编译(gcc),汇编(as),和连接(ld)。
开始...
首先,我们应该知道如何调用编译器。
实际上,这很简单。
我们将从那个著名的第一个C程序开始。
(各位老前辈,请原谅我)。
#include
intmain()
{
printf("HelloWorld!
\n");
}
把这个文件保存为game.c。
你可以在命令行下编译它:
gccgame.c
在默认情况下,C编译器将生成一个名为a.out的可执行文件。
你可以键入如下命令运行它:
a.out
HelloWorld
每一次编译程序时,新的a.out将覆盖原来的程序。
你无法知道是哪个程序创建了a.out。
我们可以通过使用-o编译选项,告诉gcc我们想把可执行文件叫什么名字。
我们将把这个程序叫做game,我们可以使用任何名字,因为C没有Java那样的命名限制。
gcc-ogamegame.c
game
HelloWorld
到现在为止,我们离一个有用的程序还差得很远。
如果你觉得沮丧,你可以想一想我们已经编译并运行了一个程序。
因为我们将一点一点为这个程序添加功能,所以我们必须保证让它能够运行。
似乎每个刚开始学编程的程序员都想一下子编一个1000行的程序,然后一次修改所有的错误。
没有人,我是说没有人,能做到这个。
你应该先编一个可以运行的小程序,修改它,然后再次让它运行。
这可以限制你一次修改的错误数量。
另外,你知道刚才做了哪些修改使程序无法运行,因此你知道应该把注意力放在哪里。
这可以防止这样的情况出现:
你认为你编写的东西应该能够工作,它也能通过编译,但它就是不能运行。
请切记,能够通过编译的程序并不意味着它是正确的。
下一步为我们的游戏编写一个头文件。
头文件把数据类型和函数声明集中到了一处。
这可以保证数据结构定义的一致性,以便程序的每一部分都能以同样的方式看待一切事情。
#ifndefDECK_H
#defineDECK_H
#defineDECKSIZE52
typedefstructdeck_t
{
intcard[DECKSIZE];
/*numberofcardsused*/
intdealt;
}deck_t;
#endif/*DECK_H*/
把这个文件保存为deck.h。
只能编译.c文件,所以我们必须修改game.c。
在game.c的第2行,写上#include"deck.h"。
在第5行写上deck_tdeck;。
为了保证我们没有搞错,把它重新编译一次。
gcc-ogamegame.c
如果没有错误,就没有问题。
如果编译不能通过,那么就修改它直到能通过为止。
预编译
编译器是怎么知道deck_t类型是什么的呢?
因为在预编译期间,它实际上把"deck.h"文件复制到了"game.c"文件中。
源代码中的预编译指示以"#"为前缀。
你可以通过在gcc后加上-E选项来调用预编译器。
gcc-E-ogame_precompile.txtgame.c
wc-lgame_precompile.txt
3199game_precompile.txt
几乎有3200行的输出!
其中大多数来自stdio.h包含文件,但是如果你查看这个文件的话,我们的声明也在那里。
如果你不用-o选项指定输出文件名的话,它就输出到控制台。
预编译过程通过完成三个主要任务给了代码很大的灵活性。
1.把"include"的文件拷贝到要编译的源文件中。
2.用实际值替代"define"的文本。
3.在调用宏的地方进行宏替换。
这就使你能够在整个源文件中使用符号常量(即用DECKSIZE表示一付牌中的纸牌数量),而符号常量是在一个地方定义的,如果它的值发生了变化,所有使用符号常量的地方都能自动更新。
在实践中,你几乎不需要单独使用-E选项,而是让它把输出传送给编译器。
编译
作为一个中间步骤,gcc把你的代码翻译成汇编语言。
它一定要这样做,它必须通过分析你的代码搞清楚你究竟想要做什么。
如果你犯了语法错误,它就会告诉你,这样编译就失败了。
人们有时会把这一步误解为整个过程。
但是,实际上还有许多工作要gcc去做呢。
汇编
as把汇编语言代码转换为目标代码。
事实上目标代码并不能在CPU上运行,但它离完成已经很近了。
编译器选项-c把.c文件转换为以.o为扩展名的目标文件。
如果我们运行
gcc-cgame.c
我们就自动创建了一个名为game.o的文件。
这里我们碰到了一个重要的问题。
我们可以用任意一个.c文件创建一个目标文件。
正如我们在下面所看到的,在连接步骤中我们可以把这些目标文件组合成可执行文件。
让我们继续介绍我们的例子。
因为我们正在编写一个纸牌游戏,我们已经把一付牌定义为deck_t,我们将编写一个洗牌函数。
这个函数接受一个指向deck类型的指针,并把一付随机的牌装入deck类型。
它使用'drawn'数组跟踪记录那些牌已经用过了。
这个具有DECKSIZE个元素的数组可以防止我们重复使用一张牌。
#include
#include
#include
#include"deck.h"
statictime_tseed=0;
voidshuffle(deck_t*pdeck)
{
/*Keepstrackofwhatnumbershavebeenused*/
intdrawn[DECKSIZE]={0};
inti;
/*Onetimeinitializationofrand*/
if(0==seed)
{
seed=time(NULL);
srand(seed);
}
for(i=0;i { intvalue=-1; do { value=rand()%DECKSIZE; } while(drawn[value]! =0); /*markvalueasused*/ drawn[value]=1; /*debugstatement*/ printf("%i\n",value); pdeck->card[i]=value; } pdeck->dealt=0; return; } 把这个文件保存为shuffle.c。 我们在这个代码中加入了一条调试语句,以便运行时,能输出所产生的牌号。 这并没有为我们的程序添加功能,但是现在到了关键时刻,我们看看究竟发生了什么。 因为我们的游戏还在初级阶段,我们没有别的办法确定我们的函数是否实现了我们要求的功能。 使用那条printf语句,我们就能准确地知道现在究竟发生了什么,以便在开始下一阶段之前我们知道牌已经洗好了。 在我们对它的工作感到满意之后,我们可以把那一行语句从代码中删掉。 这种调试程序的技术看起来很粗糙,但它使用最少的语句完成了调试任务。 以后我们再介绍更复杂的调试器。 请注意两个问题。 1.我们用传址方式传递参数,你可以从'&'(取地址)操作符看出来。 这把变量的机器地址传递给了函数,因此函数自己就能改变变量的值。 也可以使用全局变量编写程序,但是应该尽量少使用全局变量。 指针是C的一个重要组成部分,你应该充分地理解它。 2.我们在一个新的.c文件中使用函数调用。 操作系统总是寻找名为'main'的函数,并从那里开始执行。 shuffle.c中没有'main'函数,因此不能编译为独立的可执行文件。 我们必须把它与另一个具有'main'函数并调用'shuffle'的程序组合起来。 运行命令 gcc-cshuffle.c 并确定它创建了一个名为shuffle.o的新文件。 编辑game.c文件,在第7行,在deck_t类型的变量deck声明之后,加上下面这一行: shuffle(&deck); 现在,如果我们还象以前一样创建可执行文件,我们就会得到一个错误 gcc-ogamegame.c /tmp/ccmiHnJX.o: Infunction`main': /tmp/ccmiHnJX.o(.text+0xf): undefinedreferenceto`shuffle' collect2: ldreturned1exitstatus 编译成功了,因为我们的语法是正确的。 但是连接步骤却失败了,因为我们没有告诉编译器'shuffle'函数在哪里。 那么,到底什么是连接? 我们怎样告诉编译器到哪里寻找这个函数呢? 连接 连接器ld,使用下面的命令,接受前面由as创建的目标文件并把它转换为可执行文件 gcc-ogamegame.oshuffle.o 这将把两个目标文件组合起来并创建可执行文件game。 连接器从shuffle.o目标文件中找到shuffle函数,并把它包括进可执行文件。 目标文件的真正好处在于,如果我们想再次使用那个函数,我们所要做的就是包含"deck.h"文件并把shuffle.o目标文件连接到新的可执行文件中。 象这样的代码重用是经常发生的。 虽然我们并没有编写前面作为调试语句调用的printf函数,连接器却能从我们用#include 这种方式使我们可以使用已能正确工作的其他人的函数,只关心我们所要解决的问题。 这就是为什么头文件中一般只含有数据和函数声明,而没有函数体。 一般,你可以为连接器创建目标文件或函数库,以便连接进可执行文件。 我们的代码可能产生问题,因为在头文件中我们没有放入任何函数声明。 为了确保一切顺利,我们还能做什么呢? 另外两个重要选项 -Wall选项可以打开所有类型的语法警告,以便帮助我们确定代码是正确的,并且尽可能实现可移植性。 当我们使用这个选项编译我们的代码时,我们将看到下述警告: game.c: 9: warning: implicitdeclarationoffunction`shuffle' 这让我们知道还有一些工作要做。 我们需要在头文件中加入一行代码,以便告诉编译器有关shuffle函数的一切,让它可以做必要的检查。 听起来象是一种狡辩,但这样做可以把函数的定义与实现分离开来,使我们能在任何地方使用我们的函数,只要包含新的头文件并把它连接到我们的目标文件中就可以了。 下面我们就把这一行加入deck.h中。 voidshuffle(deck_t*pdeck); 这就可以消除那个警告信息了。 另一个常用编译器选项是优化选项-O#(即-O2)。 这是告诉编译器你需要什么级别的优化。 编译器具有一整套技巧可以使你的代码运行得更快一点。 对于象我们这种小程序,你可能注意不到差别,但对于大型程序来说,它可以大幅度提高运行速度。 你会经常碰到它,所以你应该知道它的意思。 调试 我们都知道,代码通过了编译并不意味着它按我们得要求工作了。 你可以使用下面的命令验证是否所有的号码都被使用了 game|sort-n|less 并且检查有没有遗漏。 如果有问题我们该怎么办? 我们如何才能深入底层查找错误呢? 你可以使用调试器检查你的代码。 大多数发行版都提供著名的调试器: gdb。 如果那些众多的命令行选项让你感到无所适从,那么你可以使用KDE提供的一个很好的前端工具KDbg。 还有一些其它的前端工具,它们都很相似。 要开始调试,你可以选择File->Executable然后找到你的game程序。 当你按下F5键或选择Execution->从菜单运行时,你可以在另一个窗口中看到输出。 怎么回事? 在那个窗口中我们什么也看不到。 不要担心,KDbg没有出问题。 问题在于我们在可执行文件中没有加入任何调试信息,所以KDbg不能告诉我们内部发生了什么。 编译器选项-g可以把必要的调试信息加入目标文件。 你必须用这个选项编译目标文件(扩展名为.o),所以命令行成了: gcc-g-cshuffle.cgame.c gcc-g-ogamegame.oshuffle.o 这就把钩子放入了可执行文件,使gdb和KDbg能指出运行情况。 调试是一种很重要的技术,很值得你花时间学习如何使用。 调试器帮助程序员的方法是它能在源代码中设置“断点”。 现在你可以用右键单击调用shuffle函数的那行代码,试着设置断点。 那一行边上会出现一个红色的小圆圈。 现在当你按下F5键时,程序就会在那一行停止执行。 按F8可以跳入shuffle函数。 呵,我们现在可以看到shuffle.c中的代码了! 我们可以控制程序一步一步地执行,并看到究竟发生了什么事。 如果你把光标暂停在局部变量上,你将能看到变量的内容。 太好了。 这比那条printf语句好多了,是不是? 小结 本文大体介绍了编译和调试C程序的方法。 我们讨论了编译器走过的步骤,以及为了让编译器做这些工作应该给gcc传递哪些选项。 我们简述了有关连接共享函数库的问题,最后介绍了调试器。 真正了解你所从事的工作还需要付出许多努力,但我希望本文能让你正确地起步。 你可以在gcc、as和ld的man和infopage中找到更多的信息。 自己编写代码可以让你学到更多的东西。 作为练习你可以以本文的纸牌游戏为基础,编写一个21点游戏。 那时你可以学学如何使用调试器。 使用GUI的KDbg开始可以更容易一些。 如果你每次只加入一点点功能,那么很快就能完成。 切记,一定要保持程序一直能运行! 要想编写一个完整的游戏,你需要下面这些内容: ∙一个纸牌玩家的定义(即,你可以把deck_t定义为player_t)。 ∙一个给指定玩家发一定数量牌的函数。 记住在纸牌中要增加“已发牌”的数量,以便能知道还有那些牌可发。 还要记住玩家手中还有多少牌。 ∙一些与用户的交互,问问玩家是否还要另一张牌。 ∙一个能打印玩家手中的牌的函数。 card等于value%13(得数为0到12),suit等于value/13(得数为0到3)。 ∙一个能确定玩家手中的value的函数。 Ace的value为零并且可以等于1或11。 King的value为12并且可以等于10。 站点链接 ∙gccGCCGNUCompilerCollection ∙gdbGNUDebugger ∙KDbgKDE'sGUIDebugger ∙AwardWinningCompilerHackKenThompson'sgreatcompilerhack
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 何用 gcc 编译