编译器背后的故事

最新推荐文章于 2023-08-07 20:01:57 发布

原创最新推荐文章于 2023-08-07 20:01:57 发布 · 177 阅读

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本文详细介绍了如何使用GCC编译器生成Linux下的静态库.a和动态库.so，包括创建、使用及库文件的管理。同时，文章探讨了Linux系统中curses库的应用，并分享了LinuxGCC的常用命令。在实践中，通过实例展示了静态库和动态库的优先级选择。此外，还介绍了Linux环境下BBS系统的远古体验和curses库的安装方法。

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用 gcc 生成 .a 静态库和 .so 动态库

先创建一个目录，保存本次的文件。
然后用gedit文本编辑器生成下面三个文件。

在这里插入图片描述

用gcc -c指令吧hello.c文件编译成.o文件，可以用ls 指令看看是否生成了hello.o文件
由.o文件创建静态库
用ar指令创建静态库，同样我们用ls指令查看结果。
第四步，在程序中使用静态库

可以使用以下方法在程序中使用静态库。
在这里插入图片描述
我们可以删除静态库文件试试公用函数hello是否真的连接到目标文件hello中了

第五步，由.o创建动态库文件
输入以下命令创建动态库：
同样的，用ls指令查看是否创建成功：
第六步，在程序中使用动态库
我们先运行gcc命令生成目标文件，再运行它看看结果。

但是接下来./hello会提示出错，因为虽然连接时用的是当前目录的动态库，但是运行时，是到usr/lib中找库文件的，将文件libmyhello.so复制到目录/usr/lib中就OK了。
我们将文件libmyhello.so复制到目录/usr/lib中，就会成功了。
这说明了动态库在程序运行时是需要的。我们会过头看着过程，发现使用静态库和使用动态库编译成目标程序使用的gcc命令完全一样。那当静态库和动态库同名时，gcc命令会使用哪个库文件呢？抱着对问题必究到底的心情，继续下一步。
先删除除.c和.h外的所有文件，恢复成我们刚刚编辑完举例程序状态
再来创建静态库文件libmyhello.a和动态库文件libmyhello.so。

然后，我们运行gcc命令来使用函数库myhello生成目标文件hello，并运行程序hello。
在这里插入图片描述
从程序hello运行的结果中很容易知道，当静态库和动态库同名时，gcc命令将优先使用动态库，默认去连/usr/lib和/lib等目录中的动态库，将文件libmyhello.so复制到目录/usr/lib中即可。

Linux下静态库.a与.so库文件的生成与使用

先创建一个目录：
然后分别用gedit文本编辑器编辑生成所需要的四个文件A1.c、A2.c、A.h、test.c四个文件。
静态库.a的生成和使用

a.生成目标文件在这里插入图片描述
b.生成静态库.a文件
c.使用.a库文件，创建可执行程序

在这里插入图片描述

3.共享库.so文件的生成与使用
a.生成目标文件(xxx.o)（此处生成.o文件必须添加"-fpic"(小模式，代码少)，否则在生成.so文件时会出错）
在这里插入图片描述
b.生成共享库.so文件

c.使用.so库文件，创建可执行程序

发现出现错误，运行ldd test，查看连接情况

发现确实是找不到对应的.so文件。这是由于linux自身系统设定的相应的设置的原因，即其只在/liband/usr/lib下搜索对应的.so文件，故需将对应so文件拷贝到对应路径。
在这里插入图片描述
再次运行，即可成功。

LinuxGCC常用命令

示例程序：在这里插入图片描述
这个程序，一步到位的编译指令是:gcc test.c- o test实质上，上述编译过程是分为四个阶段进行的，即预处理、编译、汇编和连接。

预处理gcc -E test.c-o test.i或gcc -E test.c
编译为汇编代码，预处理之后，可直接对生成的test.i文件编译，生成汇编代码：gcc -Stest.i -o test.s
汇编：对于之前生成的汇编代码文件test.s，gas汇编器负责将其编译为目标文件，如下：gcc-c test.s -o test.o、
连接：对于之前生成的test.o，将其与Ｃ标准输入输出库进行连接，最终生成程序test，代码如下：gcc test.o- o test
-多个文件的编译
通常整个程序是由多个源文件组成的，相应地也就形成了多个编译单元，使用GCC能够很好地管理这些编译单元。假设有一个由testa.c和tesb.c两个源文件组成的程序，为了对它们进行编译，并最终生成可执行程序test，可以使用下面这条命令：gcc testa.c testb.c -o test
如果同时处理的文件不止一个，GCC仍然会按照预处理、编译和链接的过程依次进行。
检错
gcc -pedantic illcode.c -o illcode
gcc-Wallillcode.c-oillcode
库文件链接
首先我们要进行编译test.c为目标文件，这个时候需要执行

gcc –c –I /usr/dev/mysql/include test.c –o test.o

最后我们把所有目标文件链接成可执行文件:

gcc –L /usr/dev/mysql/lib –lmysqlclient test.o –o test

强制链接时使用静态链接库
在/usr/dev/mysql/lib目录下有链接时所需要的库文件libmysqlclient.so和libmysqlclient.a，为了让GCC在链接时只用到静态链接库，可以使用下面的命令:

gcc –L /usr/dev/mysql/lib –static –lmysqlclient test.o –o test

GCC编译器背后的故事

准备工作
编写一个test4.c如下：
1.预处理：
2.编译：
3.汇编：
或者
4.链接
动态链接

可用size指令查看大小
如果使用命令“gcc -s tatic Hello.c -o Hello”则会使用静态库进行链接也可以用size查看大小
分析ELF文件
LF文件格式如下图所示，位于ELFHeader和SectionHeaderTable之间的都是段（Section）。一个典型的ELF文件包含下面几个段：
.text：已编译程序的指令代码段。
.rodata：ro代表readonly，即只读数据（譬如常数const）。
.data：已初始化的C程序全局变量和静态局部变量。
.bss：未初始化的C程序全局变量和静态局部变量。
.debug：调试符号表，调试器用此段的信息帮助调试。可以使用readelf -S查看其各个section的信息。
反汇编ELF
由于ELF文件无法被当做普通文本文件打开，如果希望直接查看一个ELF文件包含的指令和数据，需要使用反汇编的方法。使用objdump-D对其进行反汇编如下：objdump -D Hello
使用objdump-S将其反汇编并且将其C语言源代码混合显示出来：gcc -o Hello -g Hello.c ，objdump -S Hello

Linux 系统中终端程序最常用的光标库（curses）的主要函数

功能一、初始化和重置函数（以initscr函数开始，以endwin函数结束）

WINDOW *initscr(void); //在一个程序中只调用一次
int endwin(void);

功能二、键盘模式功能

int echo();//用于开启键盘输入字符
int noecho();  //用于关闭键盘输入字符
int cbreak();   //设置cbreak模式，字符一键入，直接传给程序
int nocbreak();  //关闭
int raw();    //关闭特殊字符处理
int noraw();   //同时h恢复默认模式和特殊字符处
int getch();//读取一个字符
int getstr(char *string);//读取一个字符串

功能三、管理屏幕功能

int addch(const chtype char_to_add);//当前位置添加字符
int addchstr(chtype *const string_to_add);//当前位置添加字符串
int printw(char *format, ...);//输出
int refresh(void);//刷新物理屏幕
int box(WINDOW *win_ptr, chtype vertical, chtype horizontal);//围绕窗口绘制方框
int insch(chtype char_to_insert);   //插入一个字符（已有字符后移)
int insertln(void);   //插入空白行
int delch(void);//删除光标左边的字符
int deleteln(void);   //删除空白行
int beep(void);   //终端响铃
int flash(void);   //闪烁
chtype inch(void);  //返回光标位置字符
int instr(char *string);  //读取字符到string所指向的字符串中
int innstr(char *string, int numbers);//读取numbers个字符到string所指向的字符串中
int erase(void);//在屏幕的每个位置写上空白字符
int clear(void);//清除整个屏幕
int clrtobot(void);//清除光标位置到屏幕结尾的内容
int clrtoeol(void);//清除光标位置到该行行尾的内容
int move(int new_y, int new_x);    //移动stdcsr的光标位置
int leaveok(WINDOW *window_ptr,bool leave_flag);//设置一个标志，用于控制在屏幕刷新后curses将物理光标放置的位置。
int attron(chtype attribute);//启用某属性
int attroff(chtype attribute);//关闭某属性
int attrset(chtype attribute);//设置某属性
int standout(void);//启动standout模式
int standend(void);//关闭standout模式

win10下的远古时代的 BBS

在 win10 系统中，“控制面板”–>“程序”—>“启用或关闭Windows功能”，
在这里插入图片描述
启用 “telnet client” 和"适用于Linux的Windows子系统"(后面会使用)。

然后打开一个cmd命令行窗口，命令行输入 telnet bbs.newsmth.net，以游客身份体验一下即将绝迹的远古时代的 BBS （一个用键盘光标控制的终端程序）。在这里插入图片描述

安装curses库

在Ubuntu中可以用 sudo apt-get install libncurses5-dev 安装curses库
在这里插入图片描述
头文件(比如curses.h)和库文件都被安装到的目录：

参考资料

chrome-extension://ibllepbpahcoppkjjllbabhnigcbffpi/http://d0.ananas.chaoxing.com/download/94fdef0ff9306a1d78c5d95704d1e248?fn=Linux+GCC%E5%B8%B8%E7%94%A8%E5%91%BD%E4%BB%A4&mt=
chrome-extension://ibllepbpahcoppkjjllbabhnigcbffpi/http://d0.ananas.chaoxing.com/download/dc36405faf8e7dc66d657fcc6b780cd7?fn=%E7%94%A8gcc%E7%94%9F%E6%88%90%E9%9D%99%E6%80%81%E5%BA%93%E5%92%8C%E5%8A%A8%E6%80%81%E5%BA%93&mt=
chrome-extension://ibllepbpahcoppkjjllbabhnigcbffpi/http://d0.ananas.chaoxing.com/download/dc36405faf8e7dc66d657fcc6b780cd7?fn=%E7%94%A8gcc%E7%94%9F%E6%88%90%E9%9D%99%E6%80%81%E5%BA%93%E5%92%8C%E5%8A%A8%E6%80%81%E5%BA%93&mt=
chrome-extension://ibllepbpahcoppkjjllbabhnigcbffpi/http://d0.ananas.chaoxing.com/download/b9616c5b28b9b0b12e4df8411148087e?fn=GCC%E7%BC%96%E8%AF%91%E5%99%A8%E8%83%8C%E5%90%8E%E7%9A%84%E6%95%85%E4%BA%8B&mt=
https://blog.youkuaiyun.com/qq_44644740/article/details/109090003