linux-gcc簡要知識點 **

李柱明發表於2020-11-09
LinuxGC

目錄

交叉編譯

使用不同的交叉編譯工具鏈編譯原始碼，能在不同框架的處理器上執行。
如：

  • X86
gcc -o hello hello.c

上述命令編譯出來的檔案能在 X86 上執行，因為 gcc 編譯工具鏈是給PC編譯的。

  • ARM
arm-linux-gnueabihf-gcc -o hello hello.c

上述命令編譯出來的檔案能在 ARM 上執行。

簡要知識點 **

  1. 標頭檔案的作用：
    1. 宣告（declare）
  2. c檔案的作用
    1. 定義、實現（define）
  3. 標頭檔案定址
    1. 預設路徑：編譯器中的 include 目錄
    2. 可指定：
      1. #include "xx/xx.h" ：由當前檔案路徑算起
      2. 編譯時用 "-I" 選項指定
  4. c檔案內的外部函式在哪裡，如 printf 函式：
    1. 庫：
      1. 預設路徑：編譯器中的 lib 目錄
      2. 可指定：
        1. 編譯時用 "-I" 指定庫檔案
        2. 編譯時用 "-L"指定庫目錄
  5. 怎麼確定交叉編譯器中標頭檔案的預設路徑？
    1. 進入交叉編譯器的目錄，使用find命令直接查詢，如
      • 執行"find -name "stdio.h""
  6. 怎麼確定交叉編譯器中庫的預設路徑？
    1. 進入交叉編譯器的目錄，執行"find -name lib",進去看看， 有很多 .so 檔案的裡面就是要找的路徑。

一些概念

  1. 交叉編譯工具鏈中的 include 目錄和lib 目錄：
    1. include 存放標頭檔案
      1. 這些標頭檔案一般是函式宣告，還有一些變數宣告，名字空間，巨集定義，typedef 等等
    2. lib 存放obj檔案的(對gcc來說為.o)
      1. 也就是說，一些庫檔案，人家不想讓你看見原始碼，只是給了你中間生成的obj檔案

GCC編譯器

 PC機上的編譯工具鏈有 gcc、ld、objcopy、objdump等等，他們編譯出來的程式能在 X86 平臺上執行。
 要使編譯出來的的程式能在 ARM 上執行，就必須使用交叉編譯工具鏈 xxx-gcc、xxx-ld等（不同版本的編譯器的字首不一樣，如 arm-linux-gcc）。

GCC簡要使用

GCC編譯過程 **

 一個C/C++檔案要經過預處理、編譯、彙編、連結等4個步驟才能變成一個可執行檔案。（日常交流中用 編譯 統稱以上四大步驟）

  1. 預處理，在預處理過程中，對原始碼檔案中的檔案包含(include)、 預編譯語句(如巨集定義define等)進行展開，生成.i檔案。 可理解為把標頭檔案的程式碼、巨集之類的內容轉換成更純粹的C程式碼，不過生成的檔案以.i為字尾。
  2. 編譯，把預處理後的.i檔案通過編譯成為組合語言，生成.s檔案，即把程式碼從C語言轉換成組合語言，這是GCC編譯器完成的工作。
  3. 彙編，將組合語言檔案經過彙編，生成目標檔案.o檔案，每一個原始檔都對應一個目標檔案。即把組合語言的程式碼轉換成機器碼，這是as彙編器完成的工作。
  4. 連結，最後將每個原始檔對應的.o檔案連結起來，就生成一個可執行程式檔案，這是連結器ld完成的工作。
    • 連結分為兩種
      • 動態連結
        • GCC編譯時的預設選項。
        • 指應用程式執行時才去載入外部的程式碼庫。
      • 靜態連結
        • 連結時使用選項 –static
        • 它在編譯階段就會把所有用到的庫打包到自己的可執行程式中。

常用的編譯選項

 

選項 描述
-E 預處理，開發過程中想快速確定某個巨集可以使用 “-E -dM”
-c 做了預處理、編譯、彙編，但是沒做連結
-o 指定輸出檔案
-I 指定標頭檔案目錄(大寫 i)
-l 指定連結到哪一個庫檔案(小寫 L)
-L 指定連結時庫檔案目錄

編譯多個檔案

  1. 一起編譯、連結：
    如：
gcc -o hello main.c hello.c
  1. 分開編譯，統一連結：
    如：
gcc -c -o main.o main.c
gcc -c -o hello.o hello.c
gcc -o hello main.o hello.o

製作、使用動態庫

  1. 製作、編譯：
gcc -c -o main.o main.c
gcc -c -o hello.o hello.c
gcc -shared -o libhello.so hello.o hello1.o // (*可以使用多個 .o 生成一個動態庫*)
gcc -o hello main.o -lhello -L <目錄路徑> // （*該路徑為 libhello.so 檔案所在目錄*）
  1. 執行
    1. 把 libhello.so 放到PC或板子的/lib目錄下，然後執行test程式。
    2. 如果不想把 libhello.so 放到/lib, 也可以放到自己新建的某個目錄，如 /mylib，然後執行：
export  LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/a
./hello

(其實就是修改 庫的環境變數。)

製作、使用靜態庫

gcc -c -o main.o main.c
gcc -c -o hello.o hello.c
ar   crs   libhello.a hello.o hello1.o // (*可以使用多個 .o 生成一個靜態庫*) 
gcc -o hello main.o libhello.a // (*如果 .a 不在當前目錄下，需要指定它的絕對路徑或相對路徑*)

注意：不需要把 hello.a 靜態庫檔案拉到板子上

很有用的選項

gcc -E main.c // 檢視預處理結果，比如標頭檔案是哪個
gcc -E -dM main.c > h.txt // 把所有的巨集展開，儲存到 h.txt 檔案裡
gcc -Wp,-MD,yl.dep -c -c -o main.o main.c // 生成依賴檔案 yl.dep，後面 Makefile 會用到

參考

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