Gcc linux как работает

команда gcc в Linux с примерами

GCC означает GNU Compiler Collections, которая используется для компиляции в основном языка C и C ++. Он также может быть использован для компиляции Objective C и Objective C ++. Наиболее важной опцией, требуемой при компиляции файла исходного кода, является имя исходной программы, остальные аргументы необязательны, такие как предупреждение, отладка, компоновка библиотек, объектный файл и т. Д. Различные параметры команды gcc позволяют пользователю остановить компиляцию Процесс на разных этапах.

Синтаксис:

Пример: это скомпилирует файл source.c и выдаст выходной файл как файл.out, который является именем по умолчанию для выходного файла, заданного компилятором gcc, который может быть выполнен с использованием ./a.out

Наиболее полезные опции с примерами: Здесь source.c — это файл кода программы C.

-o opt: это скомпилирует файл source.c, но вместо того, чтобы дать имя по умолчанию, следовательно, выполненное с помощью ./opt , он выдаст выходной файл как opt. -o для опции выходного файла.

-Werror: Это скомпилирует источник и покажет предупреждение, если в программе есть какая-либо ошибка, -W для выдачи предупреждений.

-Wall: при этом будут проверяться не только ошибки, но и предупреждения всех видов, например ошибки неиспользуемых переменных. Рекомендуется использовать этот флаг при компиляции кода.

-ggdb3: эта команда дает нам права на отладку программы с использованием gdb, которая будет описана позже, опция -g предназначена для отладки.

-lm: эта команда связывает библиотеку math.h с нашим исходным файлом, опция -l используется для связывания конкретной библиотеки, для math.h мы используем -lm.

-std = c11: эта команда будет использовать версию стандартов c11 для компиляции программы source.c , которая позволяет определять переменные при инициализации цикла, также с использованием более новой версии стандартов.

-c: эта команда компилирует программу и передает объектный файл в качестве вывода, который используется для создания библиотек.

-v: эта опция используется для подробной цели.

Источник

Unix как IDE: Компиляция

Под Unix существует множество компиляторов и интерпретаторов, но здесь мы будем обсуждать лишь gcc как средство компиляции C-кода, и коротко коснемся использования perl в качестве примера интерпретатора.

GCC — это набор компиляторов, обладающий очень почтенным возрастом и распространяемый под лицензией GPL. Он известен как инструмент работы с программами на C и C++. Свободная лицензия и повсеместная распространенность на Unix-подобных системах стали залогом его неизменной популярности, хотя есть и более современные альтернативы, использующие инфраструктуру LLVM, такие как Clang.

Основной исполняемый файл gcc лучше представлять не как компилятор в привычном понимании, а слой абстракции над множеством отдельных инструментов программирования, выполняющих парсинг кода, компиляцию, линковку и другие действия. Это значит, что с его помощью можно не просто получить работающий бинарник из кода на C, но детально исследовать все шаги этого сложного процесса, и при необходимости подстроить его под свои нужды.

Здесь я не буду обсуждать использование make-файлов, хотя они наверняка понадобятся для любого проекта сложнее, чем в один файл. Make-файлов я коснусь в следующей статье о средствах автоматизации сборки.

Компиляция и сборка объектного кода

Объектный код компилируется вот такой командой:

Если код верен, будет создан нелинкованный двоичный объектный файл под именем example.o в текущей папке, или выведены сообщения о проблемах. Заглянуть внутрь полученного файла и увидеть его содержимое на языке ассемблера можно так:

Как вариант, можно попросить gcc сразу показать итоговый ассемблерный код при помощи параметра -S:

Вывод ассемблерного кода может быть полезно совместить с выводом самого исходника, чего можно добиться, набрав:

Препроцессор

Препроцессор C (cpp) обычно используется для подключения заголовочных файлов и определения макросов. Это стандартная часть процесса компиляции gcc, но можно просмотреть генерируемый им код, вызвав cpp напрямую:

Исходный код будет выведен в конечном виде, готовым к компиляции, с замененными макросами и подстановкой включаемых внешних файлов.

Связывание объектов

Один или несколько объектных файлов могут быть связаны в соответствующий исполняемый файл:

В этом примере gcc просто вызывает ld, линковщик GNU. Команда создаст исполняемый файл по имени example .

Компиляция, сборка и связывание

Все вышеперечисленное может быть выполнено в один шаг при помощи команды:

Этот способ проще, но компиляция объектов по отдельности дает некоторый выигрыш в производительности: не нужно компилировать не изменявшийся код, но об этом мы поговорим в следующей статье.

Включение внешних файлов и связывание

Файлы C и заголовочные файлы могу быть явно включены в компиляцию при помощи параметра -l:

Аналогично, если код нужно динамически связать с уже скомпилированной системной библиотекой, доступной в одной из системных папок ( /lib или /usr/lib ), например, ncurses, этого можно добиться использованием ключа -l:

Если в процессе компиляции внешних связей много, имеет смысл внести их в переменные окружения:

Кстати, Makefile затем и создан, чтобы избавить нас от беспокойства о таких мелочах.

План компиляции

Чтобы посмотреть подробности внутренней кухни gcc, можно добавить ключ -v, и план компиляции будет выведен в стандартный поток вывода ошибок:

Если нет нужды генерировать объектные или исполняемые файлы, то для аккуратности можно использовать -###:

Очень полезно посмотреть, какие действия gcc предпринимает без нашего ведома, кроме того, так мы можем выявить нежелательные шаги при компиляции.

Расширенный вывод сообщений об ошибках

Существует возможность добавить ключи -Wall и/или -pedantic, чтобы gcc предупреждал нас о случаях, которые не обязательно являются ошибками, но могут ими быть:

Удобно включать такие опции в Makefile или в определении makeprg для Vim, так как они отлично сочетаются с окном quickfix, и помогают писать читабельный, совместимый и безошибочный код.

Профилирование процесса компиляции

Вы можете включить опцию -time, чтобы gcc отображал в тексте вывода время выполения каждого из шагов:

Оптимизация

Gcc имеет ключи оптимизации, указав которые можно попросить его создавать более эффективный объектный код и связанные бинарники за счет увеличения времени компиляции. Я считаю -O2 золотой серединой для выпускаемого кода:

Подобно любой команде Bash, все это можно вызывать прямо из Vim:

Интерпретаторы

Подход к интерпретируемому коду в Unix-системах иной. В своих примерах я буду использовать Perl, но те же принципы применимы для кода, например, на Python или Ruby.

Inline-код

Можно строку Perl-кода прямо на исполнение интерпретатору любым из перечисленных ниже способов Первый, наверное, самый простой и общеупотребительный способ работы с Perl; второй использует синтаксис heredoc, а третий — это классический конвейер Unix.

Конечно, в будничной жизни мы храним код в файле, который можно вызвать прямо вот так:

Можно проверить синтаксис кода без его выполнения с помощью ключа -c:

Порой хочется использовать скрипт подобно любому исполняемому бинарнику, не беспокоясь о том, что он из себя представляет. Для этого в скрипт добавляют первой строкой так называемый «shebang«, указывающий путь к интерпретатору, которому следует передать на исполнение данный файл.

Скрипту после этого можно ставить атрибут исполняемого файла вызовом chmod. Также хорошим тоном считается переименовать файл, убрав расширения, поскольку он теперь считается почти настоящим исполняемым файлом:

Затем файл можно вызывать напрямую, без указания интерпретатора:

Вся эта кухня так здорово работает, что многие стандартные утилиты Linux-систем, такие как adduser, в действительности являются скриптами на Perl или Python.

В следующей публикации я расскажу о методах работы с make для сборки проектов, сравнимых с привычными IDE.

Источник

Установка GCC в Ubuntu

Большинство программ в Linux написаны на C или С++, и если вы хотите собирать их из исходников, то вам обязательно понадобиться компилятор, также он понадобиться, если захотите начать писать свои программы на одном из этих языков.

Существует два основных компилятора в Linux — это GCC и Clang, они похожи по своим возможностям, но так сложилось, что первый считается стандартом для Ubuntu. GCC расшифровывается как GNU Compiler Collection. В этой статье мы рассмотрим, как выполняется установка GCC в Ubuntu, а также рассмотрим базовые приемы работы с этим набором программ в терминале.

Набор компиляторов GCC

Все программы представляют собой набор машинных команд, которые выполняются процессором. Эти команды — последовательность бит. Но писать программы наборами бит очень неудобно, поэтому были придуманы языки программирования высокого уровня. Код на языке программирования хорошо читаем и понятен для человека, а когда из него нужно сделать программу, компилятор ubuntu преобразует все в машинные команды.

В базовую поставку компилятора входят такие программы:

• libc6-dev — заголовочные файлы стандартной библиотеки Си;
• libstdc++6-dev — заголовочные файлы стандартной библиотеки С++;
• gcc — компилятор языка программирования Си;
• g++ — компилятор языка программирования C++;
• make — утилита для организации сборки нескольких файлов;
• dpkg-dev — инструменты сборки пакетов deb.

Все эти пакеты являются зависимостями пакета build-essential, поэтому для установки всего необходимого достаточно установить этот пакет.

Установка GCC в Ubuntu

Если вас устраивает текущая версия GCC, которая есть в официальных репозиториях дистрибутива, то вам достаточно установить пакет build-essential. Для этого выполните команду:

sudo apt -y install build-essential

После завершения установки все необходимое для компиляции программ будет установлено. И вы сможете использовать компилятор. Рассмотрим версии и расположение файлов компилятора:

whereis gcc make

Если необходима более новая версия компилятора, например, на данный момент последняя версия — 11, то можно использовать PPA разработчиков с тестовыми сборками. Для добавления PPA в систему выполните команды:

sudo add-apt-repository -y ppa:ubuntu-toolchain-r/test && sudo apt update

Далее установите сам компилятор:

sudo apt -y install gcc-snapshot && sudo apt -y install gcc-11g++-11

Это не заменит ваш текущий компилятор на новый. В системе просто появятся 2 версии компиляторов gcc-11 и g++11, которые вы можете использовать для своих программ. Это лучший вариант на данный момент, но если вы хотите все же сделать gcc-9 компилятором по умолчанию, выполните:

sudo update-alternatives —install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-9 60 —slave /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-9

Готово, теперь вы можете проверить версию gcc-6:

Установка GCC в Ubuntu завершена, и можно переходить к сборке программ. Для удаления компилятора достаточно удалить пакет build-essential при помощи команды:

sudo apt purge -y build-essential && sudo apt-y autoremove

Использование GCC в Ubuntu

Рассмотрим пример компиляции минимальной программы hello.c для освоения работы с gcc. Вот код программы, откройте любой текстовый редактор и сохраните его в файле с названием hello.c:

#include
int main(void) <
printf(«Hello, world!\n»);
return 0;
>

Теперь запустим сборку программы:

Когда сборка программы будет завершена, на выходе появится файл с названием a.out. a.out –это имя исполняемого файла, которое по умолчанию, сгенерировано при помощи gcc. Далее можно запустить данный файл:

Готово, компилятор прекрасно работает в системе, и теперь можно писать свои программы или собирать чужие.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели, как установить gcc в Ubuntu 20.04, это один из самых популярных компиляторов для этой операционной системы. И устанавливается он очень просто, если у вас остались вопросы, спрашивайте в комментариях!

На завершение видео с демонстрацией самого процесса:

Источник

Gcc linux как работает

Февраль 16, 2016

12:16 am — О GCC, компиляции и библиотеках часть 1

GCC — GNU Compiler Collection — набор компиляторов и сопутствующих утилит, разработанный в рамках движения GNU. GCC один из старейших Open Source проектов, первый релиз состоялся в 1985 году, автор сам Ричард Столлман. В исходном варианте поддерживал только язык C и аббревиатура GCC расшифровывалась как GNU C Compiler. Постепенно набор доступных языков расширялся, были добавлены компиляторы Fortran, C++, Ada. С уверенностью можно сказать, что современный мир Open Source обязан своим рождением GCC (по крайней мере без GCC он был бы другим). В настоящее время проект находиться под крылом Free Software Foundation. GCC выпускается под лицензией GPLv3 и является стандартным компилятором для большинства свободных UNIX-подобных операционных систем. В базовый набор входят компиляторы языков: C, C++, Objective-C, Java, Fortran, Ada. GCC поддерживает все основные процессорные архитектуры. Официальный сайт проекта gcc.gnu.org

Основы

GCC входит в состав любого дистрибутива Linux и, как правило, устанавливается по умолчанию. Интерфейс GCC, это стандартный интерфейс компилятора на UNIX платформе, уходящий своими корнями в конец 60-х, начало 70-х годов прошлого века — интерфейс командной строки. Не стоит пугаться, за прошедшее время механизм взаимодействия с пользователем был отточен до возможного в данном случае совершенства, и работать с GCC (при наличии нескольких дополнительных утилит и путного текстового редактора) проще, чем с любой из современных визуальных IDE. Авторы набора постарались максимально автоматизировать процесс компиляции и сборки приложений. Пользователь вызывает управляющую программу gcc, она интерпретирует переданные аргументы командной строки (опции и имена файлов) и для каждого входного файла, в соответствии с использованным языком программирования, запускает свой компилятор, затем, если это необходимо, gcc автоматически вызывает ассемблер и линковщик (компоновщик).

Любопытно, компиляторы одни из немногих приложений UNIX для которых не безразлично расширение файлов. По расширению GCC определяет что за файл перед ним и, что с ним нужно (можно) сделать. Файлы исходного кода на языке C должны иметь расширение .c, на языке C++, как вариант, .cpp, заголовочные файлы на языке C .h, объектные файлы .o и так далее. Если использовать неправильное расширение, gcc будет работать не корректно (если вообще согласиться, что-либо делать).

Перейдём к практике. Напишем, откомпилируем и исполним какую-нибудь незамысловатую программу. Не будем оригинальничать, в качестве исходного файла примера программы на языке C сотворим файл с вот таким содержимым:

Теперь в каталоге c hello.c отдадим команду:

Через несколько долей секунды в каталоге появиться файл a.out:

Это и есть готовый исполняемый файл нашей программы. По умолчанию gcc присваивает выходному исполняемому файлу имя a.out (когда-то очень давно это имя означало assembler output).

Запустим получившийся программный продукт:

Почему в команде запуска на исполнение файла из текущего каталога необходимо явно указывать путь к файлу? Если путь к исполняемому файлу не указан явно, оболочка, интерпретируя команды, ищет файл в каталогах, список которых задан системной переменной PATH.

$ echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin: /usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games

Каталоги в списке разделены символом двоеточия. При поиске файлов, оболочка просматривает каталоги в том порядке, в котором они перечислены в списке. По умолчанию, из соображений безопасности, текущий каталог . в список не внесен, соответственно, оболочка исполняемые файлы искать в нем не будет.

Почему не рекомендуется вносить . в PATH? Считается, что в реальной многопользовательской системе всегда найдется какой-нибудь нехороший человек, который разместит в общедоступном каталоге вредоносную программу с именем исполняемого файла, совпадающим с именем какой-нибудь команды, часто вызываемой местным администратором с правами суперпользователя. Заговор удастся если . стоит в начале списка каталогов.

Утилита file выводит информацию о типе (с точки зрения системы) переданного в коммандной строке файла, для некоторых типов файлов выводит всякие дополнительные сведения касающиеся содержимого файла.

$ file hello.c
hello.c: ASCII C program text
$ file annotation.doc
annotation.doc: CDF V2 Document, Little Endian, Os: Windows, Version 5.1, Code page: 1251, Author: MIH, Template: Normal.dot, Last Saved By: MIH, Revision Number: 83, Name of Creating Application: Microsoft Office Word, Total Editing Time: 09:37:00, Last Printed: Thu Jan 22 07:31:00 2009, Create Time/Date: Mon Jan 12 07:36:00 2009, Last Saved Time/Date: Thu Jan 22 07:34:00 2009, Number of Pages: 1, Number of Words: 3094, Number of Characters: 17637, Security: 0

Вот собственно и всё, что требуется от пользователя для успешного применения gcc 🙂

Имя выходного исполняемого файла (как впрочем и любого другого файла формируемого gcc) можно изменить с помощью опции -o:

$ gcc -o hello hello.c
$ ls
hello hello.c
$ ./hello
Hello World

В нашем примере функция main() возвращает казалось бы ни кому не нужное значение 0. В UNIX-подобных системах, по завершении работы программы, принято возвращать в командную оболочку целое число — в случае успешного завершения ноль, любое другое в противном случае. Интерпретатор оболочки автоматически присвоит полученное значение переменной среды с именем ?. Просмотреть её содержимое можно с помощью команды echo $?:

Выше было сказано, что gcc это управляющая программа, предназначенная для автоматизации процесса компиляции. Посмотрим что же на самом деле происходит в результате исполнения команды gcc hello.c.

Процесс компиляции можно разбить на 4 основных этапа: обработка препроцессором, собственно компиляция, ассемблирование, линковка (связывание).

Опции gcc позволяют прервать процесс на любом из этих этапов.

Препроцессор осуществляет подготовку исходного файла к компиляции — вырезает комментарии, добавляет содержимое заголовочных файлов (директива препроцессора #include), реализует раскрытие макросов (символических констант, директива препроцессора #define).

Воспользовавшись опцией -E дальнейшие действия gcc можно прервать и просмотреть содержимое файла, обработанного препроцессором.

После обработки препроцессором исходный текст нашей программы разбух и приобрел не удобочитаемый вид. Код, который мы когда-то собственноручно набили, свелся к нескольким строчкам в самом конце файла. Причина — подключение заголовочного файла стандартной библиотеки C. Заголовочный файл stdio.h сам по себе содержит много всего разного да ещё требует включения других заголовочных файлов.

Обратите внимание на расширение файла hello.i. По соглашениям gcc расширение .i соответствует файлам с исходным кодом на языке C не требующим обработки препроцессором. Такие файлы компилируются минуя препроцессор:

$ gcc -o hello hello.i
$ ls
hello hello.c hello.i
$ ./hello
Hello World

После препроцессинга наступает очередь компиляции. Компилятор преобразует исходный текст программы на языке высокого уровня в код на языке ассемблера.

Значение слова компиляция размыто. Википедисты, например, считают, ссылаясь на международные стандарты, что компиляция это «преобразование программой-компилятором исходного текста какой-либо программы, написанного на языке программирования высокого уровня, в язык, близкий к машинному, или в объектный код.» В принципе это определение нам подходит, язык ассемблера действительно ближе к машинному, чем C. Но в обыденной жизни под компиляцией чаще всего понимают просто любую операцию, преобразующую исходный код программы на каком-либо языке программирования в исполняемый код. То есть процесс, включающий все четыре означенных выше, этапа также может быть назван компиляцией. Подобная неоднозначность присутствует и в настоящем тексте. С другой стороны, операцию преобразования исходного текста программы в код на языке ассемблера можно обозначить и словом трансляция — «преобразование программы, представленной на одном из языков программирования, в программу на другом языке и, в определённом смысле, равносильную первой».

Остановить процесс создания исполняемого файла по завершении компиляции позволяет опция -S:

В каталоге появился файл hello.s, содержащий реализацию программы на языке ассемблера. Обратите внимание, задавать имя выходного файла с помощью опции -o в данном случае не потребовалось, gcc автоматически его сгенерировал, заменив в имени исходного файла расширение .c на .s. Для большинства основных операций gcc имя выходного файла формируется путем подобной замены. Расширение .s стандартное для файлов с исходным кодом на языке ассемблера.

Получить исполняемый код разумеется можно и из файла hello.s:

$ gcc -o hello hello.s
$ ls
hello hello.c hello.s
$ ./hello
Hello World

Следующий этап операция ассмеблирования — трансляция кода на языке ассемблера в машинный код. Результат операции — объектный файл. Объектный файл содержит блоки готового к исполнению машинного кода, блоки данных, а также список определенных в файле функций и внешних переменных (таблицу символов), но при этом в нем не заданы абсолютные адреса ссылок на функции и данные. Объектный файл не может быть запущен на исполнение непосредственно, но в дальнейшем (на этапе линковки) может быть объединен с другими объектными файлами (при этом, в соответствии с таблицами символов, будут вычислены и заполнены адреса существующих между файлами перекрестных ссылок). Опция gcc -c, останавливает процесс по завершении этапа ассемблирования:

$ gcc -c hello.c
$ ls
hello.c hello.o
$ file hello.o
hello.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped

Для объектных файлов принято стандартное расширение .o.

Если полученный объектный файл hello.o передать линковщику, последний вычислит адреса ссылок, добавит код запуска и завершения программы, код вызова библиотечных функций и в результате мы будем обладать готовым исполняемым файлом программы.

$ gcc -o hello hello.o
$ ls
hello hello.c hello.o
$ ./hello
Hello World

То, что мы сейчас проделали (вернее gcc проделал за нас) и есть содержание последнего этапа — линковки (связывания, компоновки).

Ну вот пожалуй о компиляции и все. Теперь коснемся некоторых, на мой взгляд важных, опций gcc.

Опция -Iпуть/к/каталогу/с/заголовочными/файлам и — добавляет указанный каталог к списку путей поиска заголовочных файлов. Каталог, добавленный опцией -I просматривается первым, затем поиск продолжается в стандартных системных каталогах. Если опций -I несколько, заданные ими каталоги просматриваются слева на право, по мере появления опций.

Опция -Wall — выводит предупреждения, вызванные потенциальными ошибками в коде, не препятствующими компиляции программы, но способными привести, по мнению компилятора, к тем или иным проблемам при её исполнении. Важная и полезная опция, разработчики gcc рекомендуют пользоваться ей всегда. Например масса предупреждений будет выдана при попытке компиляции вот такого файла:

$ gcc -o remark remark.c
$ gcc -Wall -o remark remark.c
remark.c:7: warning: return type defaults to ‘int’
remark.c: In function ‘main’:
remark.c:13: warning: statement with no effect
remark.c:9: warning: unused variable ‘a’
remark.c:21: warning: control reaches end of non-void function
remark.c: At top level:
remark.c:3: warning: ‘k’ defined but not used
remark.c:4: warning: ‘l’ declared ‘static’ but never defined
remark.c: In function ‘main’:
remark.c:15: warning: ‘c’ is used uninitialized in this function
remark.c:19: warning: ‘p’ is used uninitialized in this function

Опция -Werror — превращает все предупреждения в ошибки. В случае появления предупреждения прерывает процесс компиляции. Используется совместно с опцией -Wall.

$ gcc -Werror -o remark remark.c
$ gcc -Werror -Wall -o remark remark.c
cc1: warnings being treated as errors
remark.c:7: error: return type defaults to ‘int’
remark.c: In function ‘main’:
remark.c:13: error: statement with no effect
remark.c:9: error: unused variable ‘a’

Опция -g — помещает в объектный или исполняемый файл информацию необходимую для работы отладчика gdb. При сборке какого-либо проекта с целью последующей отладки, опцию -g необходимо включать как на этапе компиляции так и на этапе компоновки.

Опции -O1, -O2, -O3 — задают уровень оптимизации кода генерируемого компилятором. С увеличением номера, степень оптимизации возрастает. Действие опций можно увидеть вот на таком примере.

Компиляция с уровнем оптимизации по умолчанию:

Компиляция с максимальным уровнем оптимизации:

Во втором случае в полученном коде даже нет намёка на какой-либо цикл. Действительно, значение i, можно вычислить ещё на этапе компиляции, что и было сделано.

Увы, для реальных проектов разница в производительности при различных уровнях оптимизации практически не заметна.

Опция -O0 — отменяет какую-либо оптимизацию кода. Опция необходима на этапе отладки приложения. Как было показано выше, оптимизация может привести к изменению структуры программы до неузнаваемости, связь между исполняемым и исходным кодом не будет явной, соответственно, пошаговая отладка программы будет не возможна. При включении опции -g, рекомендуется включать и -O0.

Опция -Os — задает оптимизацию не по эффективности кода, а по размеру получаемого файла. Производительность программы при этом должна быть сопоставима с производительностью кода полученного при компиляции с уровнем оптимизации заданным по умолчанию.

Опция -march=architecture — задает целевую архитектуру процессора. Список поддерживаемых архитектур обширен, например, для процессоров семейства Intel/AMD можно задать i386, pentium, prescott, opteron-sse3 и т.д. Пользователи бинарных дистрибутивов должны иметь в виду, что для корректной работы программ с указанной опцией желательно, что бы и все подключаемые библиотеки были откомпилированы с той же опцией.

Об опциях передаваемых линковщику будет сказано ниже.

Собственно о компиляции все. Далее поговорим о раздельной компиляции и создании библиотек.

Выше было сказано, что gcc определяет тип (язык программирования) переданных файлов по их расширению и, в соответствии с угаданным типом (языком), производит действия над ними. Пользователь обязан следить за расширениями создаваемых файлов, выбирая их так, как того требуют соглашения gcc. В действительности gcc можно подсовывать файлы с произвольными именами. Опция gcc -x позволяет явно указать язык программирования компилируемых файлов. Действие опции распространяется на все последующие перечисленные в команде файлы (вплоть до появления следующей опции -x). Возможные аргументы опции:

Назначение аргументов должно быть понятно из их написания (здесь cpp не имеет ни какого отношения к C++, это файл исходного кода предварительно обработанный препроцессором). Проверим:

$ mv hello.c hello.txt
$ gcc -Wall -x c -o hello hello.txt
$ ./hello
Hello World

Раздельная компиляция

Сильной стороной языков C/C++ является возможность разделять исходный код программы по нескольким файлам. Даже можно сказать больше — возможность раздельной компиляции это основа языка, без неё эффективное использование C не мыслимо. Именно мультифайловое программирование позволяет реализовать на C крупные проекты, например такие как Linux (здесь под словом Linux подразумевается как ядро, так и система в целом). Что даёт раздельная компиляция программисту?

1. Позволяет сделать код программы (проекта) более удобочитаемым. Файл исходника на несколько десятков экранов становиться практически неохватным. Если, в соответствии с некой (заранее продуманной) логикой, разбить его на ряд небольших фрагментов (каждый в отдельном файле), совладать со сложностью проекта будет гораздо проще.

2. Позволяет сократить время повторной компиляции проекта. Если изменения внесены в один файл нет смысла перекомпилировать весь проект, достаточно заново откомпилировать только этот изменённый файл.

3. Позволяет распределить работу над проектом между несколькими разработчиками. Каждый программист творит и отлаживает свою часть проекта, но в любой момент можно будет собрать (пересобрать) все получающиеся наработки в конечный продукт.

4. Без раздельной компиляции не существовало бы библиотек. Посредством библиотек реализовано повторное использование и распространение кода на C/C++, причем кода бинарного, что позволяет с одной стороны предоставить разработчикам простой механизм включения его в свои программы, с другой стороны скрыть от них конкретные детали реализации. Работая над проектом, всегда стоит задумываться над тем, а не понадобиться что-либо из уже сделанного когда-нибудь в будущем? Может стоит заранее выделить и оформить часть кода как библиотеку? По моему, такой подход, существенно упрощает жизнь и экономит массу времени.

GCC, разумеется, поддерживает раздельную компиляцию, причем не требует от пользователя каких либо специальных указаний. В общем все очень просто.

Вот практический пример (правда весьма и весьма условный).

Набор файлов исходного кода:

В общем имеем вот что:

$ ls
first.c first.h main.c second.c second.h
Все это хозяйство можно скомпилировать в одну команду:

$ gcc -Wall -o main main.c first.c second.c
$ ./main
First function.
Second function.
Main function.

Только это не даст нам практически ни каких бонусов, ну за исключением более структурированного и удобочитаемого кода, разнесённого по нескольким файлам. Все перечисленные выше преимущества появятся в случае такого подхода к компиляции:

$ gcc -Wall -c main.c
$ gcc -Wall -c first.c
$ gcc -Wall -c second.c
$ ls
first.c first.h first.o main.c main.o second.c second.h second.o
$ gcc -o main main.o first.o second.o
$ ./main
First function.
Second function.
Main function.

Что мы сделали? Из каждого исходного файла (компилируя с опцией -c) получили объектный файл. Затем объектные файлы слинковали в итоговый исполняемый. Разумеется команд gcc стало больше, но в ручную ни кто проекты не собирает, для этого есть утилиты сборщики (самая популярная make). При использовании утилит сборщиков и проявятся все из перечисленных выше преимуществ раздельной компиляции.

Возникает вопрос: как линковщик ухитряется собирать вместе объектные файлы, правильно вычисляя адресацию вызовов? Откуда он вообще узнаёт, что в файле second.o содержится код функции second(), а в коде файла main.o присутствует её вызов? Оказывается всё просто — в объектном файле присутствует так называемая таблица символов, включающая имена некоторых позиций кода (функций и внешних переменных). Линковщик просматривает таблицу символов каждого объектного файла, ищет общие (с совпадающими именами) позиции, на основании чего делает выводы о фактическом местоположении кода используемых функций (или блоков данных) и, соответственно, производит перерасчёт адресов вызовов в исполняемом файле.

Просмотреть таблицу символов можно с помощью утилиты nm.

Появление вызова puts объясняется использованием функции стандартной библиотеки printf(), превратившейся в puts() на этапе компиляции.

Таблица символов прописывается не только в объектный, но и в исполняемый файл:

Включение таблицы символов в исполняемый файл в частности необходимо для упрощения отладки. В принципе для выполнения приложения она не очень то и нужна. Для исполняемых файлов реальных программ, с множеством определений функций и внешних переменных, задействующих кучу разных библиотек, таблица символов становиться весьма обширной. Для сокращения размеров выходного файла её можно удалить, воспользовавшись опцией gcc -s.

Источник