linux初学笔记

#include <stdio.h>

int

main(void)

{

printf("Hello, world!\n");

return 0;

}
VIM编写一个C程序： 
在终端输入vim test.c //test.c为上面输入的代码文件,也可以是新建的文件
进入vim编辑对话框，进入再按一下a键，进入编辑状态

到此，按esc键退出编辑状态，再输入一个冒号(shift + 冒号分号那个键)，紧跟着输入 wq ，即 输入 :wq 按回车，即推出vim编辑器回到终端命令窗口，之后输入  gcc test.c  //这步是编译 生成a.out文件  ./a.out   /／ 这是执行

第二种方法：

我们假定该代码存为文件‘hello.c’。要用 gcc 编译该文件，使用下面的命令：

$ gcc -Wall hello.c -o hello

该命令将文件‘hello.c’中的代码编译为机器码并存储在可执行文件 ‘hello’中。机器码的文件名是通过 -o 选项指定的。该选项通常作为命令行中的最后一个参数。如果被省略，输出文件默认为 ‘a.out’。

注意到如果当前目录中与可执行文件重名的文件已经存在，它将被复盖。

选项 -Wall 开启编译器几乎所有常用的警告──强烈建议你始终使用该选项。编译器有很多其他的警告选项，但 -Wall 是最常用的。默认情况下GCC 不会产生任何警告信息。当编写 C 或 C++ 程序时编译器警告非常有助于检测程序存在的问题。

本例中，编译器使用了 -Wall 选项而没产生任何警告，因为示例程序是完全合法的。

要运行该程序，输入可执行文件的路径如下：

$ ./hello

Hello, world!

这将可执行文件载入内存，并使 CPU 开始执行其包含的指令。 路径 ./ 指代当前目录，因此 ./hello 载入并执行当前目录下的可执行文件 ‘hello’。

编译多个源文件

一个源程序可以分成几个文件。这样便于编辑与理解，尤其是程序非常大的时候。这也使各部分独立编译成为可能。

下面的例子中我们将程序 Hello World 分割成 3 个文件：‘main.c’，‘hello_fn.c’和头文件‘hello.h’。这是主程序‘main.c’：

#include "hello.h"

int 

main(void)

{

hello ("world");

return 0;

}

在先前的例子‘hello.c’中，我们调用的是库函数 printf，本例中我们用一个定义在文件‘hello_fn.c’中的函数 hello 取代它。

主程序中包含有头文件‘hello.h’，该头文件包含函数 hello 的声明。我们不需要在‘main.c’文件中包含系统头文件‘stdio.h’来声明函数 printf，因为‘main.c’没有直接调用 printf。

文件‘hello.h’中的声明只用了一行就指定了函数 hello 的原型。

void hello (const char * name);

函数 hello 的定义在文件‘hello_fn.c’中：

#include <stdio.h>

#include "hello.h"



void

hello (const char * name)

{

printf ("Hello, %s!\n", name);

}

语句 #include "FILE.h" 与 #include <FILE.h> 有所不同：前者在搜索系统头文件目录之前将先在当前目录中搜索文件‘FILE.h’，后者只搜索系统头文件而不查看当前目录。

要用gcc编译以上源文件，使用下面的命令：

$ gcc -Wall main.c hello_fn.c -o newhello

本例中，我们使用选项 -o 为可执行文件指定了一个不同的名字 newhello。注意到头文件‘hello.h’并未在命令行中指定。源文件中的的 #include "hello.h" 指示符使得编译器自动将其包含到合适的位置。

要运行本程序，输入可执行文件的路径名：

$ ./newhello

Hello, world!

源程序各部分被编译为单一的可执行文件，它与我们先前的例子产生的结果相同。

简单的 Makefile 文件

makefile 中命令行必须以单个的 TAB 字符进行缩进，不能是空格。GNU Make 包含许多默认的规则(参考隐含规则)来简化 makefile 的构建。比如说，它们指定‘.o’文件可以通过编译‘.c’文件得到，可执行文件可以通过将‘.o’链接到一起获得。隐含规则通过被叫做make变量的东西所指定，比如 CC(C 语言编译器)和 CFLAGS(C程序的编译选项)；在makefile文件中它们通过独占一行的 变量=值 的形式被设置。对 C++ ，其等价的变量是CXX和CXXFLAGS，而变量CPPFLAGS则是编译预处理选项。

现在我们为上一节的项目写一个简单的 makefile 文件：

CC=gcc

CFLAGS=-Wall

hello: hello.o hello_fn.o

clean:

rm -f hello hello.o hello_fn.o

该文件可以这样来读：使用 C 语言编译器 gcc，和编译选项‘-Wall’,从对象文件‘hello.o’和‘hello_fn.o’生成目标可执行文件 hello（文件‘hello.o’和‘hello_fn.o’通过隐含规则分别由‘hello.c’和‘hello_fn.c’生成）。目标clean没有依赖文件，它只是简单地移除所有编译生成的文件。rm命令的选项 ‘-f’(force) 抑制文件不存在时产生的错误消息。

要使用该 makefile 文件，输入 make。不加参数调用make时，makefile文件中的第一个目标被建立，从而生成可执行文件‘hello’：

$ make

gcc -Wall -c -o hello.o hello.c

gcc -Wall -c -o hello_fn.o hello_fn.c

gcc hello.o hello_fn.o -o hello

$ ./hello

Hello, world!

一个源文件被修改要重新生成可执行文件，简单地再次输入 make 即可。

$ vim hello.c (打开编辑器修改一下文件)

$ make

gcc -Wall -c -o hello.o hello.c

gcc hello.o hello_fn.o -o hello

$ ./hello

Hello, world!

最后，我们移除 make 生成的文件，输入 make clean：

$ make clean

rm -f hello hello.o hello_fn.o

一个专业的 makefile文件通常包含用于安装(make install)和测试(make check)等额外的目标。

本文中涉及到的例子都足够简单以至于可以完全不需要makefile，但是对任何大些的程序都使用 make 是很有必要的。

链接外部库

库是预编译的目标文件(object files)的集合，它们可被链接进程序。静态库以后缀为‘.a’的特殊的存档文件(archive file)存储。

标准系统库可在目录 /usr/lib 与 /lib 中找到。比如，在类 Unix 系统中 C 语言的数学库一般存储为文件 /usr/lib/libm.a。该库中函数的原型声明在头文件 /usr/include/math.h 中。C 标准库本身存储为 /usr/lib/libc.a，它包含 ANSI/ISO C 标准指定的函数，比如‘printf’。对每一个 C 程序来说，libc.a 都默认被链接。

下面的是一个调用数学库 libm.a 中 sin 函数的的例子，创建文件calc.c：

#include <math.h>

#include <stdio.h>



int

main (void)

{

double x = sin (2.0);

printf ("The value of sin(2.0) is %f\n", x);

return 0;

}

尝试单独从该文件生成一个可执行文件将导致一个链接阶段的错误：

$ gcc -Wall calc.c -o calc

/tmp/ccbR6Ojm.o: In function ‘main‘:

/tmp/ccbR6Ojm.o(.text+0x19): undefined reference to ‘sin’

函数 sin，未在本程序中定义也不在默认库‘libc.a’中；除非被指定，编译器也不会链接‘libm.a’。

为使编译器能将 sin 链接进主程序‘calc.c’，我们需要提供数学库‘libm.a’。一个容易想到但比较麻烦的做法是在命令行中显式地指定它：

$ gcc -Wall calc.c /usr/lib/libm.a -o calc

函数库‘libm.a’包含所有数学函数的目标文件，比如sin,cos,exp,log及sqrt。链接器将搜索所有文件来找到包含 sin 的目标文件。

一旦包含 sin 的目标文件被找到，主程序就能被链接，一个完整的可执行文件就可生成了：

$ ./calc

The value of sin(2.0) is 0.909297

可执行文件包含主程序的机器码以及函数库‘libm.a’中 sin 对应的机器码。

为避免在命令行中指定长长的路径，编译器为链接函数库提供了快捷的选项‘-l’。例如，下面的命令

$ gcc -Wall calc.c -lm -o calc

与我们上面指定库全路径‘/usr/lib/libm.a’的命令等价。

一般来说，选项 -lNAME使链接器尝试链接系统库目录中的函数库文件 libNAME.a。一个大型的程序通常要使用很多 -l 选项来指定要链接的数学库，图形库，网络库等。

编译C++与Fortran

GCC 是 GNU 编译器集合（GNU Compiler Collection）的首字母缩写词。GNU 编译器集合包含 C，C++，Objective-C，Fortran，Java 和 Ada 的前端以及这些语言对应的库（libstdc++，libgcj，……）。

前面我们只涉及到 C 语言，那么如何用 gcc 编译其他语言呢？本节将简单介绍 C++ 和 Fortran 编译的例子。

首先我们尝试编译简单的 C++ 的经典程序 Hello world：

#include <iostream>

int main(int argc,char *argv[])

{

std::cout << "hello, world\n";

return 0;

}

将文件保存为‘hello.cpp’，用 gcc 编译，结果如下：

$ gcc -Wall hello.cpp -o hello

/tmp/cch6oUy9.o: In function `__static_initialization_and_destruction_0(int, int)‘:

hello.cpp:(.text+0x23): undefined reference to `std::ios_base::Init::Init()‘

/tmp/cch6oUy9.o: In function `__tcf_0‘:

hello.cpp:(.text+0x6c): undefined reference to `std::ios_base::Init::~Init()‘

/tmp/cch6oUy9.o: In function `main‘:

hello.cpp:(.text+0x8e): undefined reference to `std::cout‘

hello.cpp:(.text+0x93): undefined reference to `std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<<

<std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*)‘

/tmp/cch6oUy9.o:(.eh_frame+0x11): undefined reference to `__gxx_personality_v0‘

collect2: ld returned 1 exit status

出错了！！而且错误还很多，很难看懂，这可怎么办呢？在解释之前，我们先试试下面的命令：

$ gcc -Wall hello.cpp -o hello -lstdc++

噫，加上-lstdc++选项后，编译竟然通过了，而且没有任何警告。运行程序，结果如下：

$ ./hello 

hello, world

通过上节，我们可以知道，-lstdc++ 选项用来通知链接器链接静态库 libstdc++.a。而从字面上可以看出，libstdc++.a 是C++ 的标准库，这样一来，上面的问题我们就不难理解了──编译 C++ 程序，需要链接 C++ 的函数库 libstdc++.a。

编译 C 的时候我们不需要指定 C 的函数库，为什么 C++ 要指定呢？这是由于早期 gcc 是指 GNU 的 C 语言编译器（GNU C Compiler），随着 C++，Fortran 等语言的加入，gcc的含义才变化成了 GNU 编译器集合（GNU Compiler Collection）。C作为 gcc 的原生语言，故编译时不需额外的选项。

不过幸运的是，GCC 包含专门为 C++ 、Fortran 等语言的编译器前端。于是，上面的例子，我们可以直接用如下命令编译：

$ g++ -Wall hello.cpp -o hello

GCC 的 C++ 前端是 g++，而 Fortran 的情况则有点复杂：在 gcc-4.0 版本之前，Fortran 前端是 g77，而gcc-4.0之后的版本对应的 Fortran 前端则改为 gfortran。下面我们先写一个简单的 Fortran 示例程序：

C     Fortran 示例程序

PROGRAM HELLOWORLD

WRITE(*,10)

10 FORMAT(‘hello, world‘)

END PROGRAM HELLOWORLD

将文件保存‘hello.f’，用 GCC 的 Fortran 前端编译运行该文件

$ gfortran -Wall hello.f -o hello

$ ./hello

hello, world

我们已经知道，直接用 gcc 来编译 C++ 时，需要链接 C++ 标准库，那么用 gcc 编译 Fortran时，命令该怎么写呢？

$ gcc -Wall hello.f -o helloworld -lgfortran -lgfortranbegin

注意：上面这条命令与 gfortran 前端是等价的（g77 与此稍有不同）。其中库文件 libgfortranbegin.a (通过命令行选项 -lgfortranbegin 被调用) 包含运行和终止一个 Fortran 程序所必须的开始和退出代码。库文件 libgfortran.a 包含 Fortran 底层的输入输出等所需要的运行函数。

对于 g77 来说，下面两条命令是等价的（注意到 g77 对应的 gcc 是 4.0 之前的版本）：

$ g77 -Wall hello.f -o hello

$ gcc-3.4 -Wall hello.f -o hello -lfrtbegin -lg2c

命令行中的两个库文件分别包含 Fortran 的开始和退出代码以及 Fortran 底层的运行函数。