GCC编译器

GCC简介

GCC = GUN Compiler Collection(GNU编译器套件)

GCC包含了C、C++、Objective-C、Fortran、Java、Ada和Go等语言编译器以及这些语言的标准库（glibc, libstdc++）

GCC的功能：将人为刻度的源代码转化为目标硬件可执行机器指令序列

GCC工作流程

编译器工作流程：

1. 预处理（preprocessing）
2. 编译（compiling）
3. 汇编（assembling）
4. 链接（linking）

1. 预处理

• 移除注释
• 组合跨越多行的代码
• 头文件展开
• 条件编译
• 宏定义替换

2. 编译
   源文件转化为汇编文件
3. 链接
   将多个目标文件/库文件组合为一个文件

G/G++编译器的输入必须为一个C/C++源文件，每一个源文件被称为一个编译单元（Translation Unit）。编译单元为编译器处理编译任务的最小单位。

1. 编译源文件，生成目标二进制文件
   g++ -o main main.cpp
2. 查看预编译步骤输出
   g++ -E -o main.i main.cpp
3. 查看编译步骤输出
   g++ -S -o main.s main.cpp
4. 查看汇编步骤输出
   g++ -c -o main.o main.cpp

gcc常用编译选项

-E: 只执行预处理流程
-S: 只执行编译流程
-C: 只执行汇编流程
-o file: 输出文件
-g: 产出物包含标准调试信息
-l dir: 头文件搜索路径
-isystem dir: 系统头文件搜索路径
-L dir: 库文件搜索路径
-l<library>： 链接库文件
-O<n>: 编译器优化等级
-D<name=value>: 添加编译器宏定义
-std=<version>: 语言版本 eg -std=c++14
-shared: 生成动态库
-fPIC: 生成位置无关代码

g++ -o <executable> -I <include_dirs> -L <library_dirs> <src_files/obj_files> -l <libbrary>
使用-o参数指定输出可行文件名称
使用-I参数定义头文件搜索路径
使用-L参数定义链接库搜索路径，仅针对使用库名称链接的情况
最后可以指定多个源文件/目标文件
使用-l指定链接库, -l参数应在源文件后

gcc编译动态库 & 静态库

动态库

g++ -fPIC -shared -o libxxx.so <src_files>
使用-fPIC参数指定生成位置无关代码
使用-shared参数指定生成动态库

静态库

g++ -o xxx.o -c xxx.cpp
生成obj文件

ar -rc -o libxxx.a <obj_files>

1. 使用gcc将所有源文件编译为目标文件
2. 使用ar工具将所有目标文件打包为静态库

编译完成后，使用

第一种方法
g++ -o main main.cpp ./libxxx.a
将所有的库输入进去
第二种方法
g++ -o main -L ./ main.cpp -lhello
第二种方法的静态库是可以正常执行的，但是动态库不行，需要设置环境变量，readelf -d main | less 读取到依赖于链接库，而静态库并不需要
添加 LD_LIBRARY_PATH=$PWD 然后执行文件即可

Makefile的使用

工具简介

使用gcc命令的局限性

1. 一个规模很大的工程，可能包含数百个甚至数千个源文件
2. 每一个源文件可能都有不同的编译参数
3. 一个工程可能有多个二进制文件产出物

对于大型工程，使用gcc命令编译各个源文件几乎是不可能完成的工作。
gcc虽然可以将源文件编译为目标二进制文件，但是却不能帮助我们管理大型的c/c++源代码工程

Makefile可以狭义的理解为一个工程文件的编译规则，它描述了整个工程的编译参数，依赖关系，链接规则等。
Makefile可以使得我们的项目工程的编译变得自动化，不需要每次都输入一堆源文件和参数。

基本语法

默认文件名称：Makefile
Makefile结构：
[目标名称]：[依赖条件] [执行指令]

使用Makefile管理工程

1. 每一个源文件生成的目标文件定义为一个target
2. 产出文件路径与target名称一致
3. 增加名为clean的target，用于清空编译产出物

痛点：

1. 编写Makefile比较麻烦，对于大型工程Makefile的开发量较大
2. 灵活性不足，不方便根据编译环境的变化而调整编译行为
3. 可维护不足，Makefile只对指令和依赖关系进行了结构化排布，可读性不强

CMake的使用

CMake工具简介

针对Makefile的管理大型项目的痛点，出现了很多工具来弥补Makefile的不足。一些典型的工具有：

• GNU automake
• CMake
  等等

这些工具设计思想大同小异

1. 用介于人类自然语言的语法描述工程结构
2. 通过工具将工程结构描述文件转化为Makefile
3. 通过Makefile编译工程

CMake基本语法

cmake使用名为CMakeLists.txt文件来管理工程

CMakeLists.txt文件中主要用到如下命令

• cmake_minimum_requred: 定义cmake脚本最低兼容版本
• project: 定义工程名称
• set: 定义变量
• add_executable: 定义可执行程序目标
• add_libarary: 定义库文件目标
• target_include_directories: 定义目标的头文件搜索路径
• target_link_directories: 定义目标的库文件搜索路径
• target_link_libraries: 定义目标的链接库
• add_subdirectory: 添加工程结构子文件夹

流程控制

• if
• foreach