A. 从零开始,学习windows编程 - hello.c的疑惑!
现在我们拥有一个名为hello.c的文件,只需通过cl命令,即可生成目标文件hello.exe。
接下来,让我们深入了解cl这个工具。
CL解释
CL.EXE(或cl.exe),在Windows系统中对于大小写不敏感,是微软C和C++编译器及链接器的控制器。它执行两步操作:编译器生成COFF格式的目标文件(.obj),链接器则生成可执行文件(.exe)或动态链接库文件(DLLs)。
对比过去的方法,我们确实通过cl命令生成了一个hello.obj文件和一个hello.exe文件。
选项的使用
cl命令提供了超过99个选项,每个选项都有特定作用,需在实际使用时熟悉。我们只需关注/c选项。
该选项阻止自动调用链接器。编译时使用/c选项,仅生成.obj文件。若要执行链接阶段,需显式调用链接器并提供适当文件和参数。内部项目在开发环境中默认使用/c选项。在Visual Studio环境中设置此选项。此选项不适用于开发环境内部使用。在程序中设置此选项。此选项无法编程更改。
理解它,需要掌握C语言从源码到目标代码的过程。
首先,C语言包含两种文件:源文件(c扩展)和头文件(h扩展)。头文件通常被源文件包含,源文件编译为二进制中间文件。所有中间文件通过链接器链接,形成可在特定系统上执行的二进制可执行文件。
因此,C语言编译过程可明显分为编译和链接阶段,其中“宏”这一特殊语法的存在导致了预编译过程。在预编译过程中,C语言中的宏被展开;同时,包含的头文件代码根据条件编译等整合到源文件中。完成后,给编译器的是一份新的源文件,供编译阶段使用。
值得注意的是,C语言起源于汇编语言,早期的编译器将C语言编译为汇编语言,再解释为机器码。现代编译器除了这一基本思想,还对代码进行优化。
在C开发中,查看汇编代码能加深对计算机执行程序过程的了解。
cl命令可生成汇编代码。输入cl /FA hello.c,生成.obj文件和.asm文件。
要生成汇编代码,请加上/c选项。可见生成了.obj文件和.asm文件。
.asm文件包含汇编代码,仅通过cl编译生成.exe文件,方法尚未发现。引入新工具ml,用于MASM汇编代码编译,同样会调用link,并使用/c选项。
总结了cl、hello.c与生成的文件,我们了解了C语言到可执行文件的全过程,包括链接过程。
链接过程将.obj文件转换为.exe文件,使用link.exe完成。
使用cl /c hello.c产生的hello.obj文件,通过link hello.obj直接生成了.exe文件。
程序中出现main函数,但printf函数如何加入?答案隐藏在生成的.obj文件中。若使用另一个.obj文件,会遇到错误。
我们打开.obj文件,检查二进制内容。看不懂二进制?不用担心,查看的是英文字符。通过此方法,我们了解了链接过程,如何将所有静态库和目标文件链接在一起。
链接过程包含在hello.obj文件中的信息,指定为默认lib libc.lib 和 oldnames.lib。libc.lib是单线程静态C标准库,在cl中通过/ML选项定义链接。oldnames.lib是微软C/C++开发系统兼容库,基本不再使用。
通过mpbin分析hello.obj文件,了解默认库,而无需打开文件查看。
总结所有工具:CL.EXE、LINK.EXE、ML.EXE、DUMPBIN.EXE和WINHEX。
了解MSVC和GCC在C/C++编译过程中的差异。
了解MSVC与GCC的文件后缀名。
B. 用VI写了一个hello.c程序放在/里 请问怎么运行呢
在控制台 gcc /hello.c -o /hello.out,编译没错的话,就会在根目录出现一个hello.out的文件,然后 /hello.out,就可以看到结果了.
具体参阅GCC的用法
一.gcc历史
GCC最早是Richard Stallman在十几年前编写的针对于C的编译器,意思即为GNU C Compiler,后来发展支持Ada,C++,Java,Objective C,Pascal,COBOL,以及支持逻辑编程的Mercury语言,后来其英文原名变为:GNU Compiler ollection([1]).除此之外,GCC对于各种硬件平台都提供了完善的支持。
一般的,GCC的编译功能包括gcc(C的编译器),g++(C++的编译器),在编译过程中,一共有四步工作。
1.预处理,生成i文件,C文件编译为.i文件,C++文件编译为.ii文件,它们都为源程序的预处理结果文件.以最简单的Hello World程序为例:
*********************************
// test.c
#include "stdio.h"
#define MAX 9
int main()
{
int a;
a=MAX;
printf("Hello Worldn");
}
*********************************
用cpp test.c test.i 可得到预处理文件test.i,通过查看该文件,我们可以看到,我们引入的include文件已经被引入处理,define定义的部分已经被完全带入。
2.预处理文件转换成汇编语言,生成.s文件。这一步利用egcs来完成(在mingw标准包中没有见到这个预编译器,所以测试没有成功,将继续测试)
3.汇编变为目标文件,生成.o文件,利用as来完成。
4.连接目标文件,生成可执行程序,利用ld来完成.(后续继续研究ld编译过程。)
二.GCC参数祥解
-x language filename
设定文件使用的语言,这样源程序的后缀名无效了,并对gcc后接的多个编译文件都有效。这样如 果存在.c和.cpp文件联编会有问题,解决这个问题用到了下一个参数 -x none filename,在下面做介绍。因为在预处理过程中对于.c和.cpp文件的处理方式是不一样的。可以使用的参数有:'c','objective- c','c-header','c++','cpp-output','assembler','assembler-with-cpp'.编译的时候, 如果有这样的一个用C语言写的test.tmp的文件,用gcc编译的时候就用gcc -x c test.tmp就可以让gcc用编译C语言的方式来编译test.tmp.
-x none filename
关掉上一个选项,就是让gcc根据文件名后缀,自动识别文件类型。如用下列方式编译: gcc -x c test.tmp -x none test2.c 这样可以自由地选择编译方式
-c
只激活预处理,编译和汇编,也就是把程序做成obj文件。如gcc -c test.c 就会生成test.o文件,当然这样还只是目标文件,需要经过ld连接器对所有的.o文件进行联接才能生成可执行文件.
-S
只激活预处理和编译,把文件编译到汇编代码。相当到对源程序做一个egcs操作,生成.s文件。可以查看生成的汇编文件结果。这个对于研究汇编语言的程序员来说是很有作用的。
-E
只激活预处理,这个将对文件进行预处理,将对所有引入的include文件和define定义的量进行代换,为我们开头所说的gcc 编译的第一步,即用cpp命令将程序语言文件进行预处理.但这一步不生成结果文件,如果你需要生成结果文件保存,那么需要利用系统中的输出重定向。
-o
定制目标名称,缺省的时候在unix和linux平台下gcc filename的结果是一个文件名为a.out的文件,windows下用mingw里带的gcc编译结果是a.exe。如果我们用gcc -o hello.exe test.c的话,将生成hello.exe可执行程序。这个并不一定只限于最后一步可执行程序的生成,如用上面所讲的-S生成的汇编程序也可以用-o参 数生成,比如 gcc -o hello.asm -S test.c 这样hello.asm就是test.c经过预处理和编译之后的结果。
-pipe
使用管道来代替编译中的临时文件,因为编译的整个过程有几个不同的步骤,每一个步骤都是以前一个步骤的输出为输入的,这样就涉 及到数据传递的问题,在没有-pipe参数的情况下,是用临时文件的形式来进行传递的,在有该情况的时候就利用管道来传递中间数据。当然,在某些系统中, 汇编不能读取管道数据,这样这个参数就不能正常工作了。
-ansi
关闭gnu c与ansi c不兼容的特性,激活ansi c的专有特性,在此情况下,处理器会定义一个__STRICT_ANSI__的宏,在有些头文件中会关注该宏是否被申明过,以避免某些函数的引入。此项可参照ansi c与gnu c的差别得到更多理解。
-fno-asm
此选项为ansi选项功能的一部分,禁止将asm,inline,typeof用作关键字。
-fno-strict-prototype
这个选项只对g++有作用。这个参数让编译器将所有没有参数的函数都认为是没有显式参数的个数和类型的函数,而不是没有参数。而对于gcc来说,会将没有带参数的函数认成没有显式说明的类型。
-fthis-is-variable
这个参数仅对C++程序有效,可以让this做一般变量使用,允许对this赋值.
-fcond-mismatch
允许条件表达式的第二和第三参数类型不匹配.表达式的值为void型.
-funsigned-char
-fno-signed-char
-fsigned-char
-fno-unsigned-char
这四个是对char在编译时进行的设置,它们分别决定将char设为unsigned char或signed char.
-include filename
加入头文件的位置,以使程序中顺利使用#include ,这样就可以在编译的时候这样编译:gcc test.c
-include ./include/test.h,进行联编。
-imacros filename
将filename中的宏扩展到gcc的输入文件里,宏定义本身不会出现在输入文件中。意即在编译某个文件test.c的时候,它里面申明的宏如果在没有用到该参数的时候,生成目标文件之后就会被丢弃掉,而在用了这个参数之后,这些宏将被保留用于之后文件的编译。
-Dmacro
相当于#define macro,宏的内容为字符串'1'。如在编译的时候使用gcc -o test.exe test.c -DDEBUG就相当于在test.c里面定义了DEBUG宏,值为字串'1'。可用如下程序测试可知:
**********************************
//test.c
#include "stdio.h"
int main()
{
printf("Hello Worldn");
#ifdef DEBUG
printf("hellon");
#endif
}
**********************************
如用gcc -o test.exe test.c编译,刚运行结果为:
Hello World
如用gcc -o test.exe test.c -DDEBUG编译,则运行结果为:
Hello World
hello
因此可以在下一种编译方法中相当于在test.c里面定义了DEBUG宏。
-Dmacro=define
作用同上,但设定宏的值为define.
-Umacro
相当于给程序中定义的宏作了一次undefine.即:#undef macro
-undef
取消了对任何非标准友的定义
-Idir
在#include 的时候,先在用这个参数指定的位置找头文件,如果没有找到,则到缺省的目录找头文件
-I-
取消-Idir的作用,表明以后编译的程序将不在-Idir指定的目录里寻找头文件。
-idirafter dir
在-I的目录里面查找失败之后,再在这个目录里面查找头文件,这样的参数为设置头文件查找的优先级问题比较有帮助。
-iprefix prefix
-iwithprefix dir
这两个参数一起用,在-I目录寻找失败的时候,到prefix的dir下查找头文件。
-nostdinc
编译器不再系统缺省的头文件目录里面找头文件。这样就可以精确地确定头文件的来源,应该比较慎用,在对编译器不是很了解的情况下容易造成编译失败.
-nostdinc C++
不在g++的标准路径中找头文件,但在其他的路径中继续找。在创lib的时候用。
-C
为了有效的分析程序,有预处理的时候不删除注释信息,与-E一起使用,有利用分析程序的过程。
-M
生成文件的关联的信息,这样就可以知道源代码文件里面关联了哪些它所依赖的头文件。
-MM
同上,但忽略由#include 造成的依赖关系
-MD
跟-M相当,但是输出导入到.d文件中,如gcc -MD test.c,刚输出的依赖关系存放在test.d文件里。
-MMD
跟-MM相同,但是输出到.d文件中,如gcc -MMD test.c,刚输出的依赖关系存放在test.d文件里。忽略#include 的关系
-Wa,option
这个参数将option传给汇编程序,如果option中有逗号,则会把option分成多项,传给汇编程序。
-Wl,option
这个参数将option传给连接程序,如果option中有逗号,则会把option分成多项,传给连接程序。
-llibrary
用于制定编译的时候使用的库,如 gcc -lgtk tset.c则程序使用gtk库进行编译,不过需要注意的是gcc库一般都是以libname.a来命名库文件,在用-l参数来加入库文件的时候,直接用-lname来引入,而前面的lib被省掉。这一点需要注意。
-Ldir
编译的时候设定库文件查找的路径,不然的话,编译器只在标准库路径里面找库。
-00
-01
-02
-03
编译器的优化选项,-00表示没有优化,-01为缺省值,-03为最高。
-g
在编译的时候,产生调试信息
-gstabs
以stabs格式声称调试信息,但不包括gdb的调试信息。
-gstabs+
以stabs格式声称调试信息,包括gdb的调试信息。
-ggdb
该参数将把gdb的调试信息输出
-static
这个参数将禁止使用动态库,这样程序只能连接静态库。
-share
这个参数将让程序尽量使用动态库
-traditional
试图让编译器支持传统的C语言的特性.
三.总结
gcc的参数还远远多于上面写到的这些,但是有以上的参数我们已经可以对gcc的大部分编译掌握的比较熟练了,更多的参数介绍可以参照GCC的manual,现在已有翻译了的中文手册,地址在下面的参考文献里面被列出,有兴趣的朋友可以参考。
C. GCC编译过程详解
在使用GCC编译器编译名为 hello.c 的C程序时,GCC编译过程会经历多个步骤,包括预处理、编译、汇编和链接。下面详细解释GCC编译的过程:
假设有一个名为 hello.c 的C源代码文件。使用GCC编译器编译此文件通常涉及以下步骤:
预处理(Preprocessing)步骤中,GCC会扫描源代码文件。它处理以 # 符号开头的预处理指令,如 #include、#define 等。所有包含的头文件,例如标准库头文件 stdio.h,将被插入源代码中。宏定义也被展开。此过程生成一个中间文件,通常以 .i 或 .ii 为扩展名。
在单独执行预处理命令时,使用cpp命令。命令为:cpp hello.c -o hello.i。这会将预处理后的代码保存为 hello.i 文件。
编译(Compiling)阶段,GCC接受预处理后的代码,并进行词法分析、语法分析以及类型检查。C源代码被翻译成汇编语言,生成一个汇编代码文件,具有 .s 扩展名。
使用gcc命令单独执行编译步骤。命令为:gcc -S hello.i -o hello.s。这会将编译后的汇编代码保存为 hello.s 文件。
汇编(Assembling)阶段,汇编器将汇编代码文件转化为机器码指令,生成目标文件,通常具有 .o、.obj 或 .elf 扩展名。
使用as命令单独执行汇编步骤。命令为:as hello.s -o hello.o。这将汇编代码转换为二进制目标文件,并保存为 hello.o。
链接(Linking)阶段,链接器将目标文件与其他目标文件和库文件链接在一起,创建最终的可执行文件。链接器解析程序中使用的函数和符号,确保它们正确连接。最终生成的可执行文件通常没有扩展名(或在Windows上为 .exe)。
单独执行链接命令时,使用gcc。命令为:gcc hello.o -o hello。这将目标文件与所需库文件链接,生成可执行文件 hello。
整个编译过程演示了如何单独执行GCC编译过程的各个阶段,并通过使用不同命令控制每个阶段的输出。通过单独执行这些步骤,可以更详细地了解每个阶段的处理过程和生成的文件。然而,在实际开发中,通常使用一个简单的命令来完成整个编译过程。命令为:gcc hello.c -o hello。这会自动执行所有步骤,生成最终可执行文件 hello。
GCC编译器将源代码转换为可执行文件的过程涉及多个详细步骤,每个步骤都有其特定的任务。这个过程确保代码正确性并使其可执行。每个阶段通过查看中间文件和目标文件深入了解编译器处理过程,进行调试或优化。步骤自动执行,只需运行合适的编译器命令就能完成整个过程。