A. 從零開始,學習windows編程 - hello.c的疑惑!
現在我們擁有一個名為hello.c的文件,只需通過cl命令,即可生成目標文件hello.exe。
接下來,讓我們深入了解cl這個工具。
CL解釋
CL.EXE(或cl.exe),在Windows系統中對於大小寫不敏感,是微軟C和C++編譯器及鏈接器的控制器。它執行兩步操作:編譯器生成COFF格式的目標文件(.obj),鏈接器則生成可執行文件(.exe)或動態鏈接庫文件(DLLs)。
對比過去的方法,我們確實通過cl命令生成了一個hello.obj文件和一個hello.exe文件。
選項的使用
cl命令提供了超過99個選項,每個選項都有特定作用,需在實際使用時熟悉。我們只需關注/c選項。
該選項阻止自動調用鏈接器。編譯時使用/c選項,僅生成.obj文件。若要執行鏈接階段,需顯式調用鏈接器並提供適當文件和參數。內部項目在開發環境中默認使用/c選項。在Visual Studio環境中設置此選項。此選項不適用於開發環境內部使用。在程序中設置此選項。此選項無法編程更改。
理解它,需要掌握C語言從源碼到目標代碼的過程。
首先,C語言包含兩種文件:源文件(c擴展)和頭文件(h擴展)。頭文件通常被源文件包含,源文件編譯為二進制中間文件。所有中間文件通過鏈接器鏈接,形成可在特定系統上執行的二進制可執行文件。
因此,C語言編譯過程可明顯分為編譯和鏈接階段,其中「宏」這一特殊語法的存在導致了預編譯過程。在預編譯過程中,C語言中的宏被展開;同時,包含的頭文件代碼根據條件編譯等整合到源文件中。完成後,給編譯器的是一份新的源文件,供編譯階段使用。
值得注意的是,C語言起源於匯編語言,早期的編譯器將C語言編譯為匯編語言,再解釋為機器碼。現代編譯器除了這一基本思想,還對代碼進行優化。
在C開發中,查看匯編代碼能加深對計算機執行程序過程的了解。
cl命令可生成匯編代碼。輸入cl /FA hello.c,生成.obj文件和.asm文件。
要生成匯編代碼,請加上/c選項。可見生成了.obj文件和.asm文件。
.asm文件包含匯編代碼,僅通過cl編譯生成.exe文件,方法尚未發現。引入新工具ml,用於MASM匯編代碼編譯,同樣會調用link,並使用/c選項。
總結了cl、hello.c與生成的文件,我們了解了C語言到可執行文件的全過程,包括鏈接過程。
鏈接過程將.obj文件轉換為.exe文件,使用link.exe完成。
使用cl /c hello.c產生的hello.obj文件,通過link hello.obj直接生成了.exe文件。
程序中出現main函數,但printf函數如何加入?答案隱藏在生成的.obj文件中。若使用另一個.obj文件,會遇到錯誤。
我們打開.obj文件,檢查二進制內容。看不懂二進制?不用擔心,查看的是英文字元。通過此方法,我們了解了鏈接過程,如何將所有靜態庫和目標文件鏈接在一起。
鏈接過程包含在hello.obj文件中的信息,指定為默認lib libc.lib 和 oldnames.lib。libc.lib是單線程靜態C標准庫,在cl中通過/ML選項定義鏈接。oldnames.lib是微軟C/C++開發系統兼容庫,基本不再使用。
通過mpbin分析hello.obj文件,了解默認庫,而無需打開文件查看。
總結所有工具:CL.EXE、LINK.EXE、ML.EXE、DUMPBIN.EXE和WINHEX。
了解MSVC和GCC在C/C++編譯過程中的差異。
了解MSVC與GCC的文件後綴名。
B. 用VI寫了一個hello.c程序放在/里 請問怎麼運行呢
在控制台 gcc /hello.c -o /hello.out,編譯沒錯的話,就會在根目錄出現一個hello.out的文件,然後 /hello.out,就可以看到結果了.
具體參閱GCC的用法
一.gcc歷史
GCC最早是Richard Stallman在十幾年前編寫的針對於C的編譯器,意思即為GNU C Compiler,後來發展支持Ada,C++,Java,Objective C,Pascal,COBOL,以及支持邏輯編程的Mercury語言,後來其英文原名變為:GNU Compiler ollection([1]).除此之外,GCC對於各種硬體平台都提供了完善的支持。
一般的,GCC的編譯功能包括gcc(C的編譯器),g++(C++的編譯器),在編譯過程中,一共有四步工作。
1.預處理,生成i文件,C文件編譯為.i文件,C++文件編譯為.ii文件,它們都為源程序的預處理結果文件.以最簡單的Hello World程序為例:
*********************************
// test.c
#include "stdio.h"
#define MAX 9
int main()
{
int a;
a=MAX;
printf("Hello Worldn");
}
*********************************
用cpp test.c test.i 可得到預處理文件test.i,通過查看該文件,我們可以看到,我們引入的include文件已經被引入處理,define定義的部分已經被完全帶入。
2.預處理文件轉換成匯編語言,生成.s文件。這一步利用egcs來完成(在mingw標准包中沒有見到這個預編譯器,所以測試沒有成功,將繼續測試)
3.匯編變為目標文件,生成.o文件,利用as來完成。
4.連接目標文件,生成可執行程序,利用ld來完成.(後續繼續研究ld編譯過程。)
二.GCC參數祥解
-x language filename
設定文件使用的語言,這樣源程序的後綴名無效了,並對gcc後接的多個編譯文件都有效。這樣如 果存在.c和.cpp文件聯編會有問題,解決這個問題用到了下一個參數 -x none filename,在下面做介紹。因為在預處理過程中對於.c和.cpp文件的處理方式是不一樣的。可以使用的參數有:'c','objective- c','c-header','c++','cpp-output','assembler','assembler-with-cpp'.編譯的時候, 如果有這樣的一個用C語言寫的test.tmp的文件,用gcc編譯的時候就用gcc -x c test.tmp就可以讓gcc用編譯C語言的方式來編譯test.tmp.
-x none filename
關掉上一個選項,就是讓gcc根據文件名後綴,自動識別文件類型。如用下列方式編譯: gcc -x c test.tmp -x none test2.c 這樣可以自由地選擇編譯方式
-c
只激活預處理,編譯和匯編,也就是把程序做成obj文件。如gcc -c test.c 就會生成test.o文件,當然這樣還只是目標文件,需要經過ld連接器對所有的.o文件進行聯接才能生成可執行文件.
-S
只激活預處理和編譯,把文件編譯到匯編代碼。相當到對源程序做一個egcs操作,生成.s文件。可以查看生成的匯編文件結果。這個對於研究匯編語言的程序員來說是很有作用的。
-E
只激活預處理,這個將對文件進行預處理,將對所有引入的include文件和define定義的量進行代換,為我們開頭所說的gcc 編譯的第一步,即用cpp命令將程序語言文件進行預處理.但這一步不生成結果文件,如果你需要生成結果文件保存,那麼需要利用系統中的輸出重定向。
-o
定製目標名稱,預設的時候在unix和linux平台下gcc filename的結果是一個文件名為a.out的文件,windows下用mingw里帶的gcc編譯結果是a.exe。如果我們用gcc -o hello.exe test.c的話,將生成hello.exe可執行程序。這個並不一定只限於最後一步可執行程序的生成,如用上面所講的-S生成的匯編程序也可以用-o參 數生成,比如 gcc -o hello.asm -S test.c 這樣hello.asm就是test.c經過預處理和編譯之後的結果。
-pipe
使用管道來代替編譯中的臨時文件,因為編譯的整個過程有幾個不同的步驟,每一個步驟都是以前一個步驟的輸出為輸入的,這樣就涉 及到數據傳遞的問題,在沒有-pipe參數的情況下,是用臨時文件的形式來進行傳遞的,在有該情況的時候就利用管道來傳遞中間數據。當然,在某些系統中, 匯編不能讀取管道數據,這樣這個參數就不能正常工作了。
-ansi
關閉gnu c與ansi c不兼容的特性,激活ansi c的專有特性,在此情況下,處理器會定義一個__STRICT_ANSI__的宏,在有些頭文件中會關注該宏是否被申明過,以避免某些函數的引入。此項可參照ansi c與gnu c的差別得到更多理解。
-fno-asm
此選項為ansi選項功能的一部分,禁止將asm,inline,typeof用作關鍵字。
-fno-strict-prototype
這個選項只對g++有作用。這個參數讓編譯器將所有沒有參數的函數都認為是沒有顯式參數的個數和類型的函數,而不是沒有參數。而對於gcc來說,會將沒有帶參數的函數認成沒有顯式說明的類型。
-fthis-is-variable
這個參數僅對C++程序有效,可以讓this做一般變數使用,允許對this賦值.
-fcond-mismatch
允許條件表達式的第二和第三參數類型不匹配.表達式的值為void型.
-funsigned-char
-fno-signed-char
-fsigned-char
-fno-unsigned-char
這四個是對char在編譯時進行的設置,它們分別決定將char設為unsigned char或signed char.
-include filename
加入頭文件的位置,以使程序中順利使用#include ,這樣就可以在編譯的時候這樣編譯:gcc test.c
-include ./include/test.h,進行聯編。
-imacros filename
將filename中的宏擴展到gcc的輸入文件里,宏定義本身不會出現在輸入文件中。意即在編譯某個文件test.c的時候,它裡面申明的宏如果在沒有用到該參數的時候,生成目標文件之後就會被丟棄掉,而在用了這個參數之後,這些宏將被保留用於之後文件的編譯。
-Dmacro
相當於#define macro,宏的內容為字元串'1'。如在編譯的時候使用gcc -o test.exe test.c -DDEBUG就相當於在test.c裡面定義了DEBUG宏,值為字串'1'。可用如下程序測試可知:
**********************************
//test.c
#include "stdio.h"
int main()
{
printf("Hello Worldn");
#ifdef DEBUG
printf("hellon");
#endif
}
**********************************
如用gcc -o test.exe test.c編譯,剛運行結果為:
Hello World
如用gcc -o test.exe test.c -DDEBUG編譯,則運行結果為:
Hello World
hello
因此可以在下一種編譯方法中相當於在test.c裡面定義了DEBUG宏。
-Dmacro=define
作用同上,但設定宏的值為define.
-Umacro
相當於給程序中定義的宏作了一次undefine.即:#undef macro
-undef
取消了對任何非標准友的定義
-Idir
在#include 的時候,先在用這個參數指定的位置找頭文件,如果沒有找到,則到預設的目錄找頭文件
-I-
取消-Idir的作用,表明以後編譯的程序將不在-Idir指定的目錄里尋找頭文件。
-idirafter dir
在-I的目錄裡面查找失敗之後,再在這個目錄裡面查找頭文件,這樣的參數為設置頭文件查找的優先順序問題比較有幫助。
-iprefix prefix
-iwithprefix dir
這兩個參數一起用,在-I目錄尋找失敗的時候,到prefix的dir下查找頭文件。
-nostdinc
編譯器不再系統預設的頭文件目錄裡面找頭文件。這樣就可以精確地確定頭文件的來源,應該比較慎用,在對編譯器不是很了解的情況下容易造成編譯失敗.
-nostdinc C++
不在g++的標准路徑中找頭文件,但在其他的路徑中繼續找。在創lib的時候用。
-C
為了有效的分析程序,有預處理的時候不刪除注釋信息,與-E一起使用,有利用分析程序的過程。
-M
生成文件的關聯的信息,這樣就可以知道源代碼文件裡面關聯了哪些它所依賴的頭文件。
-MM
同上,但忽略由#include 造成的依賴關系
-MD
跟-M相當,但是輸出導入到.d文件中,如gcc -MD test.c,剛輸出的依賴關系存放在test.d文件里。
-MMD
跟-MM相同,但是輸出到.d文件中,如gcc -MMD test.c,剛輸出的依賴關系存放在test.d文件里。忽略#include 的關系
-Wa,option
這個參數將option傳給匯編程序,如果option中有逗號,則會把option分成多項,傳給匯編程序。
-Wl,option
這個參數將option傳給連接程序,如果option中有逗號,則會把option分成多項,傳給連接程序。
-llibrary
用於制定編譯的時候使用的庫,如 gcc -lgtk tset.c則程序使用gtk庫進行編譯,不過需要注意的是gcc庫一般都是以libname.a來命名庫文件,在用-l參數來加入庫文件的時候,直接用-lname來引入,而前面的lib被省掉。這一點需要注意。
-Ldir
編譯的時候設定庫文件查找的路徑,不然的話,編譯器只在標准庫路徑裡面找庫。
-00
-01
-02
-03
編譯器的優化選項,-00表示沒有優化,-01為預設值,-03為最高。
-g
在編譯的時候,產生調試信息
-gstabs
以stabs格式聲稱調試信息,但不包括gdb的調試信息。
-gstabs+
以stabs格式聲稱調試信息,包括gdb的調試信息。
-ggdb
該參數將把gdb的調試信息輸出
-static
這個參數將禁止使用動態庫,這樣程序只能連接靜態庫。
-share
這個參數將讓程序盡量使用動態庫
-traditional
試圖讓編譯器支持傳統的C語言的特性.
三.總結
gcc的參數還遠遠多於上面寫到的這些,但是有以上的參數我們已經可以對gcc的大部分編譯掌握的比較熟練了,更多的參數介紹可以參照GCC的manual,現在已有翻譯了的中文手冊,地址在下面的參考文獻裡面被列出,有興趣的朋友可以參考。
C. GCC編譯過程詳解
在使用GCC編譯器編譯名為 hello.c 的C程序時,GCC編譯過程會經歷多個步驟,包括預處理、編譯、匯編和鏈接。下面詳細解釋GCC編譯的過程:
假設有一個名為 hello.c 的C源代碼文件。使用GCC編譯器編譯此文件通常涉及以下步驟:
預處理(Preprocessing)步驟中,GCC會掃描源代碼文件。它處理以 # 符號開頭的預處理指令,如 #include、#define 等。所有包含的頭文件,例如標准庫頭文件 stdio.h,將被插入源代碼中。宏定義也被展開。此過程生成一個中間文件,通常以 .i 或 .ii 為擴展名。
在單獨執行預處理命令時,使用cpp命令。命令為:cpp hello.c -o hello.i。這會將預處理後的代碼保存為 hello.i 文件。
編譯(Compiling)階段,GCC接受預處理後的代碼,並進行詞法分析、語法分析以及類型檢查。C源代碼被翻譯成匯編語言,生成一個匯編代碼文件,具有 .s 擴展名。
使用gcc命令單獨執行編譯步驟。命令為:gcc -S hello.i -o hello.s。這會將編譯後的匯編代碼保存為 hello.s 文件。
匯編(Assembling)階段,匯編器將匯編代碼文件轉化為機器碼指令,生成目標文件,通常具有 .o、.obj 或 .elf 擴展名。
使用as命令單獨執行匯編步驟。命令為:as hello.s -o hello.o。這將匯編代碼轉換為二進制目標文件,並保存為 hello.o。
鏈接(Linking)階段,鏈接器將目標文件與其他目標文件和庫文件鏈接在一起,創建最終的可執行文件。鏈接器解析程序中使用的函數和符號,確保它們正確連接。最終生成的可執行文件通常沒有擴展名(或在Windows上為 .exe)。
單獨執行鏈接命令時,使用gcc。命令為:gcc hello.o -o hello。這將目標文件與所需庫文件鏈接,生成可執行文件 hello。
整個編譯過程演示了如何單獨執行GCC編譯過程的各個階段,並通過使用不同命令控制每個階段的輸出。通過單獨執行這些步驟,可以更詳細地了解每個階段的處理過程和生成的文件。然而,在實際開發中,通常使用一個簡單的命令來完成整個編譯過程。命令為:gcc hello.c -o hello。這會自動執行所有步驟,生成最終可執行文件 hello。
GCC編譯器將源代碼轉換為可執行文件的過程涉及多個詳細步驟,每個步驟都有其特定的任務。這個過程確保代碼正確性並使其可執行。每個階段通過查看中間文件和目標文件深入了解編譯器處理過程,進行調試或優化。步驟自動執行,只需運行合適的編譯器命令就能完成整個過程。