diff --git a/published/20220520 A programmer-s guide to GNU C Compiler.md b/published/20220520 A programmer-s guide to GNU C Compiler.md new file mode 100644 index 0000000000..38cc8d46af --- /dev/null +++ b/published/20220520 A programmer-s guide to GNU C Compiler.md @@ -0,0 +1,269 @@ +[#]: subject: "A programmer's guide to GNU C Compiler" +[#]: via: "https://opensource.com/article/22/5/gnu-c-compiler" +[#]: author: "Jayashree Huttanagoudar https://opensource.com/users/jayashree-huttanagoudar" +[#]: collector: "lkxed" +[#]: translator: "robsean" +[#]: reviewer: "wxy" +[#]: publisher: "wxy" +[#]: url: "https://linux.cn/article-14653-1.html" + +GNU C 编译器的程序员入门指南 +====== + +![](https://img.linux.net.cn/data/attachment/album/202205/30/111925gbh7yldbolroheqy.jpg) + +> 带你一窥生成二进制文件步骤的幕后，以便在出现一些错误时，你知道如何逐步解决问题。 + +C 语言广为人知，深受新老程序员的好评。使用 C 语言编写的源文件代码，使用了标准的英语术语，因而人们可以方便阅读。然而，计算机只能理解二进制代码。为将代码转换为机器语言，你需要使用一种被称为 编译器compiler 的工具。 + +最常见的编译器是 GCC（GNU 编译器集GNU Compiler Collection）。编译过程涉及到一系列的中间步骤及相关工具。 + +### 安装 GCC + +为验证在你的系统上是否已经安装了 GCC，使用 `gcc` 命令： + +``` +$ gcc --version +``` + +如有必要，使用你的软件包管理器来安装 GCC。在基于 Fedora 的系统上，使用 `dnf` ： + +``` +$ sudo dnf install gcc libgcc +``` + +在基于 Debian 的系统上，使用 `apt` ： + +``` +$ sudo apt install build-essential +``` + +在安装后，如果你想查看 GCC 的安装位置，那么使用： + +``` +$ whereis gcc +``` + +### 演示使用 GCC 来编译一个简单的 C 程序 + +这里有一个简单的 C 程序，用于演示如何使用 GCC 来编译。打开你最喜欢的文本编辑器，并在其中粘贴这段代码： + +``` +// hellogcc.c +#include + +int main() { + printf("Hello, GCC!\n"); + return 0; +} +``` + +保存文件为 `hellogcc.c` ，接下来编译它： + +``` +$ ls +hellogcc.c + +$ gcc hellogcc.c + +$ ls -1 +a.out +hellogcc.c +``` + +如你所见，`a.out` 是编译后默认生成的二进制文件。为查看你所新编译的应用程序的输出，只需要运行它，就像你运行任意本地二进制文件一样： + +``` +$ ./a.out +Hello, GCC! +``` + +### 命名输出的文件 + +文件名称 `a.out` 是非常莫名其妙的，所以，如果你想具体指定可执行文件的名称，你可以使用 `-o` 选项： + +（LCTT 译注：注意这和最近 Linux 内核废弃的 a.out 格式无关，只是名字相同，这里生成的 a.out 是 ELF 格式的 —— 也不知道谁给起了个 `a.out` 这破名字，在我看来，默认输出文件名就应该是去掉了 `.c` 扩展名后的名字。by wxy） + +``` +$ gcc -o hellogcc hellogcc.c + +$ ls +a.out hellogcc hellogcc.c + +$ ./hellogcc +Hello, GCC! +``` + +当开发一个需要编译多个 C 源文件文件的大型应用程序时，这种选项是很有用的。 + +### 在 GCC 编译中的中间步骤 + +编译实际上有四个步骤，即使在简单的用例中 GCC 自动执行了这些步骤。 + +1. 预处理Pre-Processing：GNU 的 C 预处理器（cpp）解析头文件（`#include` 语句），展开 宏macros 定义（`#define` 语句），并使用展开的源文件代码来生成一个中间文件，如 `hellogcc.i`。 +2. 编译Compilation：在这个期间中，编译器将预处理的源文件代码转换为指定 CPU 架构的汇编代码。由此生成是汇编文件使用一个 `.s` 扩展名来命名，如在这个示例中的 `hellogcc.s` 。 +3. 汇编Assembly：汇编程序（`as`）将汇编代码转换为目标机器代码，放在目标文件中，例如 `hellogcc.o` 。 +4. 链接Linking：链接器（`ld`）将目标代码和库代码链接起来生成一个可执行文件，例如 `hellogcc` 。 + +在运行 GCC 时，可以使用 `-v` 选项来查看每一步的细节： + +``` +$ gcc -v -o hellogcc hellogcc.c +``` + +![Compiler flowchart][2] + +### 手动编译代码 + +体验编译的每个步骤可能是很有用的，因此在一些情况下，你不需要 GCC 完成所有的步骤。 + +首先，除源文件文件以外，删除在当前文件夹下生成的文件。 + +``` +$ rm a.out hellogcc.o + +$ ls +hellogcc.c +``` + +#### 预处理器 + +首先，启动预处理器，将其输出重定向为 `hellogcc.i` ： + +``` +$ cpp hellogcc.c > hellogcc.i + +$ ls +hellogcc.c hellogcc.i +``` + +查看输出文件，并注意一下预处理器是如何包含头文件和扩展宏中的源文件代码的。 + +#### 编译器 + +现在，你可以编译代码为汇编代码。使用 `-S` 选项来设置 GCC 只生成汇编代码： + +``` +$ gcc -S hellogcc.i + +$ ls +hellogcc.c hellogcc.i hellogcc.s + +$ cat hellogcc.s +``` + +查看汇编代码，来看看生成了什么。 + +#### 汇编 + +使用你刚刚所生成的汇编代码来创建一个目标文件： + +``` +$ as -o hellogcc.o hellogcc.s + +$ ls +hellogcc.c hellogcc.i hellogcc.o hellogcc.s +``` + +#### 链接 + +要生成一个可执行文件，你必须将对象文件链接到它所依赖的库。这并不像前面的步骤那么简单，但它却是有教育意义的： + +``` +$ ld -o hellogcc hellogcc.o +ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 0000000000401000 +ld: hellogcc.o: in function `main`: +hellogcc.c:(.text+0xa): undefined reference to `puts' +``` + +在链接器查找完 `libc.so` 库后，出现一个引用 `undefined puts` 错误。你必须找出适合的链接器选项来链接必要的库以解决这个问题。这不是一个小技巧，它取决于你的系统的布局。 + +在链接时，你必须链接代码到核心运行时core runtime（CRT）目标，这是一组帮助二进制可执行文件启动的子例程。链接器也需要知道在哪里可以找到重要的系统库，包括 `libc` 和 `libgcc`，尤其是其中的特殊的开始和结束指令。这些指令可以通过 `--start-group` 和 `--end-group` 选项来分隔，或者使用指向 `crtbegin.o` 和 `crtend.o` 的路径。 + +这个示例使用了 RHEL 8 上的路径，因此你可能需要依据你的系统调整路径。 + +``` +$ ld -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 \ + -o hello \ + /usr/lib64/crt1.o /usr/lib64/crti.o \ + --start-group \ + -L/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/8 \ + -L/usr/lib64 -L/lib64 hello.o \ + -lgcc \ + --as-needed -lgcc_s \ + --no-as-needed -lc -lgcc \ + --end-group \ + /usr/lib64/crtn.o +``` + +在 Slackware 上，同样的链接过程会使用一组不同的路径，但是，你可以看到这其中的相似之处： + +``` +$ ld -static -o hello \ + -L/usr/lib64/gcc/x86_64-slackware-linux/11.2.0/ \ + /usr/lib64/crt1.o /usr/lib64/crti.o hello.o /usr/lib64/crtn.o \ + --start-group \ + -lc -lgcc -lgcc_eh \ + --end-group +``` + +现在，运行由此生成的可执行文件： + +``` +$ ./hello +Hello, GCC! +``` + +### 一些有用的实用程序 + +下面是一些帮助检查文件类型、符号表symbol tables 和链接到可执行文件的库的实用程序。 + +使用 `file` 实用程序可以确定文件的类型： + +``` +$ file hellogcc.c +hellogcc.c: C source, ASCII text + +$ file hellogcc.o +hellogcc.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped + +$ file hellogcc +hellogcc: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=bb76b241d7d00871806e9fa5e814fee276d5bd1a, for GNU/Linux 3.2.0, not stripped +``` + +对目标文件使用 `nm` 实用程序可以列出 符号表symbol tables ： + +``` +$ nm hellogcc.o +0000000000000000 T main + U puts +``` + +使用 `ldd` 实用程序来列出动态链接库： + +``` +$ ldd hellogcc +linux-vdso.so.1 (0x00007ffe3bdd7000) +libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f223395e000) +/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f2233b7e000) +``` + +### 总结 + +在这篇文章中，你了解到了 GCC 编译中的各种中间步骤，和检查文件类型、符号表symbol tables 和链接到可执行文件的库的实用程序。在你下次使用 GCC 时，你将会明白它为你生成一个二进制文件所要做的步骤，并且当出现一些错误时，你会知道如何逐步处理解决问题。 + +-------------------------------------------------------------------------------- + +via: https://opensource.com/article/22/5/gnu-c-compiler + +作者：[Jayashree Huttanagoudar][a] +选题：[lkxed][b] +译者：[robsean](https://github.com/robsean) +校对：[wxy](https://github.com/wxy) + +本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出 + +[a]: https://opensource.com/users/jayashree-huttanagoudar +[b]: https://github.com/lkxed +[1]: https://opensource.com/sites/default/files/lead-images/build_structure_tech_program_code_construction.png +[2]: https://opensource.com/sites/default/files/2022-05/compiler-flowchart.png diff --git a/translated/tech/20220520 A programmer-s guide to GNU C Compiler.md b/translated/tech/20220520 A programmer-s guide to GNU C Compiler.md deleted file mode 100644 index cde56fc04c..0000000000 --- a/translated/tech/20220520 A programmer-s guide to GNU C Compiler.md +++ /dev/null @@ -1,271 +0,0 @@ -[#]: subject: "A programmer's guide to GNU C Compiler" -[#]: via: "https://opensource.com/article/22/5/gnu-c-compiler" -[#]: author: "Jayashree Huttanagoudar https://opensource.com/users/jayashree-huttanagoudar" -[#]: collector: "lkxed" -[#]: translator: "robsean" -[#]: reviewer: " " -[#]: publisher: " " -[#]: url: " " - -一篇 GNU C 编译器的程序员指南 -====== -设法查看生成二进制文件步骤的幕后信息，在你的一些东西出错时，以便你知道如何逐步处理解决问题。 - -![GitHub launches Open Source Friday][1] - -图片版权: Opensource.com - -C 语言是一种著名保存语言，深受新老程序员的好评。使用 C 语言编写的源文件代码，因为使用标准的英语术语，所以，它被认为是人类可读的。然而，计算机只能理解二进制代码。为将代码转换位机器语言，你需要使用一种被称为 *编译器compiler* 的工具。 - -一种非常常见的编译器是 GCC (GNU C Compiler)。编译过程涉及一些中间步骤和附属的工具。 - -### 安装 GCC - -为验证在你的系统上是否已经安装了 GCC，使用 `gcc` 命令： - -``` -$ gcc --version -``` - -如有必要，使用你的软件包管理器来安装 GCC 。在基于 Fedora 的系统上，使用 `dnf` ： - -``` -$ sudo dnf install gcc libgcc -``` - -在基于 Debian 的系统上，使用 `apt` ： - -``` -$ sudo apt install build-essential -``` - -在安装后，如果你想查看 GCC 的安装位置，那么使用： - -``` -$ whereis gcc -``` - -### 演示使用 GCC 来编译一个简单的 C 程序 - -这里有一个简单的 C 程序，用于演示如何使用 GCC 来编译。打开你最喜欢的文本编辑器，并在其中粘贴这段代码： - -``` -// hellogcc.c -#include - -int main() { - printf("Hello, GCC!\n"); - return 0; -} -``` - -保存文件为 `hellogcc.c` ，接下来编译它： - -``` -$ ls -hellogcc.c - -$ gcc hellogcc.c - -$ ls -1 -a.out -hellogcc.c -``` - -如你所见，`a.out` 是编译后默认生成的二进制文件。为查看你所新编译的应用程序的输出，只需要运行它，就像你运行任意本地二进制文件一样： - -``` -$ ./a.out -Hello, GCC! -``` - -### 命名输出的文件 - -文件名称 `a.out` 是非常莫名其妙的，所以，如果你想具体指定可执行文件的名称，你可以使用 `-o` 选项： - -``` -$ gcc -o hellogcc hellogcc.c - -$ ls -a.out hellogcc hellogcc.c - -$ ./hellogcc -Hello, GCC! -``` - -当开发一个大型的并且需要编译多个 C 源文件文件的应用程序时，这种选项是很有用的。 - -### 在 GCC 编译中的中间步骤 - -编译实际上有四个步骤，即使在简单的用法示例中，GCC 自动地执行编译。 - -1. 预处理Pre-Processing：GNU 的 C 预处理器 (cpp) 解析头文件 (#include 语句)，详细阐明扩展 宏macros (#define 语句)，并使用宏中的源文件代码来生成一个中间文件，如 `hellogcc.i` 。 -2. 编译Compilation：在这个期间中，编译器转换预处理的源文件代码为一种具体指定的 CPU 架构的汇编代码。由此生成是汇编文件使用一个 `.s` 扩展名来命名，如在这个示例中的 `hellogcc.s` 。 -3. 汇编Assembly：`as` 汇编程序 (as) 转换汇编代码为在 对象object 文件中的机器代码，例如 `hellogcc.o` 。 -4. 链接Linking：链接器 (ld) 链接使用库代码的 对象object 代码来生成一个可执行文件，例如 `hellogcc` 。 - -在运行 GCC 时，使用 `-v` 选项来查看每一步的细节。 - -``` -$ gcc -v -o hellogcc hellogcc.c -``` - -![Compiler flowchart][2] - -图片版权：(Jayashree Huttanagoudar, CC BY-SA 4.0) - -### 手动编译代码 - -体验编译的每个步骤可能是很有用的，因此在一些环境下，你不需要 GCC 来完成所有的步骤。 - -首先，除源文件文件以外，删除在当前文件夹下生成的文件。 - -``` -$ rm a.out hellogcc.o - -$ ls -hellogcc.c -``` - -#### 预处理器 - -首先，启动预处理器，将其输出重定向为 `hellogcc.i` ： - -``` -$ cpp hellogcc.c > hellogcc.i - -$ ls -hellogcc.c hellogcc.i -``` - -查看输出文件，并注意预处理器如何包含头文件和扩展宏中的源文件代码。 - -#### 编译器 - -现在，你可以编译代码为汇编代码。使用 `-S` 选项来设置 GCC 只生成汇编代码。 - -``` -$ gcc -S hellogcc.i - -$ ls -hellogcc.c hellogcc.i hellogcc.s - -$ cat hellogcc.s -``` - -查看汇编代码，来查看生成了什么。 - -#### 汇编 - -使用你刚刚所生成的汇编代码来创建一个对象文件： - -``` -$ as -o hellogcc.o hellogcc.s - -$ ls -hellogcc.c hellogcc.i hellogcc.o hellogcc.s -``` - -#### 链接 - -为生成一个可执行文件，你必需链接对象文件到它所依赖的库。这并不像前面的步骤那么简单，但它却是有教育意义的： - -``` -$ ld -o hellogcc hellogcc.o -ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 0000000000401000 -ld: hellogcc.o: in function `main`: -hellogcc.c:(.text+0xa): undefined reference to `puts' -``` - -在链接器完成后，出现一个引用 `undefined puts` 错误，查看 `libc.so` 库。你必须找出适合的链接器选项来链接必要的库以解决这个问题。这不是一个小技巧，它取决于你发系统的布局。 - -在链接时，你必需链接代码到核心运行时 (CRT) 对象，一组帮助二进制文件启动的子实例程序。链接器也需要知道在哪里可以找到重要的系统库，包括 libc 和 libgcc，尤其是其中的特殊的开始和介绍指令。这些指令通过 `--start-group` 和 `--end-group` 选项来限定，或者使用指向 `crtbegin.o` 和 `crtend.o` 的路径. - -这个示例显示在 RHEL 8 上使用的路径，因此你可能需要依据你的系统调整路径。 - -``` -$ ld -dynamic-linker \ -/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 \ --o hello \ -/usr/lib64/crt1.o /usr/lib64/crti.o \ ---start-group \ --L/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/8 \ --L/usr/lib64 -L/lib64 hello.o \ --lgcc \ ---as-needed -lgcc_s \ ---no-as-needed -lc -lgcc \ ---end-group -/usr/lib64/crtn.o -``` - -在 Slackware 上，同样的链接过程会使用一组不同的路径，但是，你可以看到这其中的相似之处： - -``` -$ ld -static -o hello \ --L/usr/lib64/gcc/x86_64-slackware-linux/11.2.0/ \ -/usr/lib64/crt1.o /usr/lib64/crti.o \ -hello.o /usr/lib64/crtn.o \ ---start-group -lc -lgcc -lgcc_eh \ ---end-group -``` - -现在，运行由此生成的可执行文件： - -``` -$ ./hello -Hello, GCC! -``` - -### 一些有用的实用程序 - -下面是一些帮助检查文件类型、 符号表symbol tables 、和链接到可执行文件的库的实用程序。 - -使用 `file` 实用程序来准确算出文件的类型： - -``` -$ file hellogcc.c -hellogcc.c: C source, ASCII text - -$ file hellogcc.o -hellogcc.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped - -$ file hellogcc -hellogcc: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=bb76b241d7d00871806e9fa5e814fee276d5bd1a, for GNU/Linux 3.2.0, not stripped -``` - -针对 对象object 文件，使用 `nm` 实用程序来列出 符号表symbol tables ： - -``` -$ nm hellogcc.o -0000000000000000 T main - U puts -``` - -使用 `ldd` 实用程序来列出动态链接库： - -``` -$ ldd hellogcc -linux-vdso.so.1 (0x00007ffe3bdd7000) -libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f223395e000) -/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f2233b7e000) -``` - -### 总结 - -在这篇文章中，你学习了在 GCC 编译中各种中间步骤，和检查文件类型、 符号表symbol tables 、和链接到可执行文件的库的实用程序。在你下次使用 GCC 时，你将会明白它为你生成一个二进制文件所要做的步骤，并且当一些东西出错时，你会知道如何逐步处理解决问题。 - --------------------------------------------------------------------------------- - -via: https://opensource.com/article/22/5/gnu-c-compiler - -作者：[Jayashree Huttanagoudar][a] -选题：[lkxed][b] -译者：[robsean](https://github.com/robsean) -校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID) - -本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出 - -[a]: https://opensource.com/users/jayashree-huttanagoudar -[b]: https://github.com/lkxed -[1]: https://opensource.com/sites/default/files/lead-images/build_structure_tech_program_code_construction.png -[2]: https://opensource.com/sites/default/files/2022-05/compiler-flowchart.png