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Newton's in-law
Asked: 2025-04-25 15:08:32 +0800 CST

标准 C 文件是否编译？

  • 772

每当我们创建一个包含自定义函数定义的文件，例如，以及包含函数声明的utils.c相应头文件时，我必须使用类似 的命令将该文件与我正在使用的驱动程序代码一起编译。utils.hutils.cgcc driver.c utils.c -o my_exe

那么什么指令可以编译我们包含其头文件的标准 C 文件stdio.h？

c

5 个回答

  1. Best Answer

    编译分为三个步骤：预处理、编译和链接。

    gcc driver.c utils.c -o my_exe是以下的简写：

    gcc -c driver.c -o driver.o
gcc -c utils.c -o utils.o
ld driver.o utils.o -o my_exe

    即编译驱动程序、编译实用程序，然后将所有内容链接在一起。

    这里仍然不太清楚的是，includes 被复制到 c 文件中进行编译。以下步骤进一步分解，以显示处理头文件中代码的预处理过程：

    gcc -E driver.c -o driver.i
gcc driver.i -o driver.o
gcc -E utils.c > utils.i
gcc utils.i -o utils.o
ld driver.o utils.o -o my_exe

    gcc driver.o utils.o -o my_exe也可以更改包含库，例如-lm包含标准数学库（libm.a 或 libm.so）。库只是.o容器文件中预编译的 C 源代码（目标代码或）。

    标准库（如stdlib.h和stdio.h）是libc.so（或libc.a）。您无需显式链接它们，但如果您愿意，也可以这样做。

    然后gcc driver.o utils.o -o my_exe变成gcc driver.o utils.o -o my_exe -lc

    您可以按照相同的方式预编译代码以供稍后链接：

    gcc -c utils.c -o utils.o
ar rcs libUtils.a utils.o
gcc driver.c -L. -lUtils -o my_exe
    • 4

  2. 使用它进行编译时，gcc driver.c utils.c -o my_exe将跳过创建相应的 .o 文件。由于最终输出需要 driver.c 和 utils.c 的更改，因此每次这两个文件发生任何更改时，您都需要运行此命令。如上一条回复所述，标准 c 文件被编译为静态或动态库，这些库将由相应的软件包所有者创建，并作为任何操作系统软件包的一部分供用户使用，例如 libc-dev。
    为了避免在特定文件中没有修改时进行编译，您可以使用 Makefile 创建一个中间的“.o”文件，例如

    my_exe: driver.o utils.o
    gcc driver.o utils.o -o my_exe

driver.o: driver.c
    gcc -c driver.c driver.o
utils.o: utils.c
    gcc -c utils.c utils.o
    • 2

  3. 那么什么指令可以编译我们包含其头文件的标准 C 文件stdio.h？

    在大多数 C 实现中，标准 C 库的源代码已经为您准备好并打包到“库”文件中。

    标准库的源代码被编译或汇编成目标模块，这些目标模块被插入到静态或动态库文件中。库文件很大程度上只是目标模块的集合。

    GCC 和 Clang 在链接时默认包含标准库。（这会带来一些麻烦，例如某些实现需要额外的-lm开关才能包含标准库的数学例程。）gccorclang命令（以及其他一些变体，例如g++）实际上是一个“前端”，它会根据您传递的参数的需要，调用编译器和/或汇编器和/或链接器。如果您使用开关-v，它们将显示它们执行的命令，并且链接命令将包含一个或多个库文件。

    • 2

  4. 当您包含#include <stdio.h> （添加输入/输出函数，如printf）用于内存管理#include <stdlib>、字符串操作#include <string.h>等时，会发生这种情况...您告诉编译器复制声明printf，scanf等...这些函数位于头文件中，如stdio.h，stdlib等...这些文件的代码已经编译，它们是 GNU C 库的一部分。

    您可以尝试详细了解这些文件的位置

    gcc -v your_program.c -o your_program

    输出将如下所示

    $ gcc -v test.c -o test.o 
Using built-in specs. 
COLLECT_GCC=gcc 
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/libexec/gcc/x86_64-linux-gnu/13/lto-wrapper 
OFFLOAD_TARGET_NAMES=nvptx-none:amdgcn-amdhsa 
OFFLOAD_TARGET_DEFAULT=1 
Target: x86_64-linux-gnu 
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu 13.3.0-6ubuntu2~24.04' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-13/README.Bugs --enable-languages=c,ada,c++,go,d,fortran,objc,obj-c++,m2 --prefix=/usr --with-gcc-major-version-only --program-suffix=-13 --program-prefix=x86_64-linux-gnu- --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/libexec --without-included-gettext --enable-threads=posix --libdir=/usr/lib --enable-nls --enable-bootstrap --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --with-default-libstdcxx-abi=new --enable-libstdcxx-backtrace --enable-gnu-unique-object --disable-vtable-verify --enable-plugin --enable-default-pie --with-system-zlib --enable-libphobos-checking=release --with-target-system-zlib=auto --enable-objc-gc=auto --enable-multiarch --disable-werror --enable-cet --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --enable-multilib --with-tune=generic --enable-offload-targets=nvptx-none=/build/gcc-13-fG75Ri/gcc-13-13.3.0/debian/tmp-nvptx/usr,amdgcn-amdhsa=/build/gcc-13-fG75Ri/gcc-13-13.3.0/debian/tmp-gcn/usr --enable-offload-defaulted --without-cuda-driver --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu --with-build-config=bootstrap-lto-lean --enable-link-serialization=2 
Thread model: posix 
Supported LTO compression algorithms: zlib zstd 
gcc version 13.3.0 (Ubuntu 13.3.0-6ubuntu2~24.04)  
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-o' 'test.o' '-mtune=generic' '-march=x86-64' '-dumpdir' 'test.o-' 
/usr/libexec/gcc/x86_64-linux-gnu/13/cc1 -quiet -v -imultiarch x86_64-linux-gnu test.c -quiet -dumpdir test.o- -dumpbase test.c -dumpbase-ext .c -mtune=generic -march=x86-64 -version -fasynchronous-unwind-tables -fstack-protector-strong -Wformat -Wformat-security -fstack-clash-protection -fcf-protection -o /tmp/ccRbksbn.s
GNU C17 (Ubuntu 13.3.0-6ubuntu2~24.04) version 13.3.0 (x86_64-linux-gnu) 
    compiled by GNU C version 13.3.0, GMP version 6.3.0, MPFR version 4.2.1, MPC version 1.3.1, isl version isl-0.26-GMP 
 
GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072 
ignoring nonexistent directory "/usr/local/include/x86_64-linux-gnu" 
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/include-fixed/x86_64-linux-gnu" 
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/include-fixed" 
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/../../../../x86_64-linux-gnu/include" 
#include "..." search starts here: 
#include <...> search starts here: 
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/include
/usr/local/include
/usr/include/x86_64-linux-gnu
/usr/include
End of search list. 
Compiler executable checksum: 38987c28e967c64056a6454abdef726e 
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-o' 'test.o' '-mtune=generic' '-march=x86-64' '-dumpdir' 'test.o-' 
as -v --64 -o /tmp/ccwriUWR.o /tmp/ccRbksbn.s
GNU assembler version 2.42 (x86_64-linux-gnu) using BFD version (GNU Binutils for Ubuntu) 2.42 
COMPILER_PATH=/usr/libexec/gcc/x86_64-linux-gnu/13/:/usr/libexec/gcc/x86_64-linux-gnu/13/:/usr/libexec/gcc/x86_64-linux-gnu/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/ 
LIBRARY_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/../../../x86_64-linux-gnu/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/../../../../lib/:/lib/x86_64-linux-gnu/:/lib/../lib/:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/:/usr/lib/../lib/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/../../../:/lib/:/usr/lib/ 
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-o' 'test.o' '-mtune=generic' '-march=x86-64' '-dumpdir' 'test.o.' 
/usr/libexec/gcc/x86_64-linux-gnu/13/collect2 -plugin /usr/libexec/gcc/x86_64-linux-gnu/13/liblto_plugin.so -plugin-opt=/usr/libexec/gcc/x86_64-linux-gnu/13/lto-wrapper -plugin-opt=-fresolution=/tmp/ccO6Fe7I.res -plugin-opt=-pass-through=-lgcc -plugin-opt=-pass-through=-lgcc_s -plugin-opt=-pass-through=-lc -plugin-opt=-pass-through=-lgcc -plugin-opt=-pass-through=-lgcc_s --build-id --eh-frame-hdr -m elf_x86_64 --hash-style=gnu --as-needed -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 -pie -z now -z relro -o test.o /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/../../../x86_64-linux-gnu/Scrt1.o /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/../../../x86_64-linux-gnu/crti.o /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/crtbeginS.o -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/../../../x86_64-linux-gnu -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/../../../../lib -L/lib/x86_64-linux-gnu -L/lib/../lib -L/usr/lib/x86_64-linux-gnu -L/usr/lib/../lib -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/../../.. /tmp/ccwriUWR.o -lgcc --push-state --as-needed -lgcc_s --pop-state -lc -lgcc --push-state --as-needed -lgcc_s --pop-state /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/crtendS.o /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/13/../../../x86_64-linux-gnu/crtn.o
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-o' 'test.o' '-mtune=generic' '-march=x86-64' '-dumpdir' 'test.o.'

    这里你可以看到三个阶段：

    1. 通过调用和将文件编译.c为目标文件。.occ1as

    2. 将这些目标文件与启动文件（Scrt1.o、、）和预建的 C 运行时库（GCC 的支持库和 C 标准库）crti.o链接在一起。crtn.o

    3. 结果就是您的最终可执行文件。

    在详细转储中，关键行隐藏在collect2/ld调用中：

    … -plugin-opt=-pass-through=-lc … -lc …

    这-lc是链接器标志，它告诉它：

    “引入 C 标准库 (libc)，其中已经包含printf、fopen等的编译代码。”

    您无需自行编译stdio.c（或编译任何.cglibc 源代码）。C 库以预编译的存档（libc.a）和共享对象（libc.so）的形式提供，GCC 驱动程序会-lc在链接时自动传递，以便您的所有<stdio.h>声明都能解析为 libc 中的真实代码。

    值得一读的是https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Header-Files.html以及编译/链接过程如何工作？

    • 1

  5. 标准 C 文件已经编译完毕，并且是 stdc++ 库及其链接库的一部分。在我的例子中，它位于

    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.30.

    一个示例测试，用于检查 是否.so包含函数。我只是检查了 是否printf存在于 中libstdc++.so.6。

    readelf -a libstdc++.so.6 | grep printf

000000226468  001f00000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000000 \__fprintf_chk@GLIBC_2.3.4 + 0

000000226ec0  005b00000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000000 sprintf@GLIBC_2.2.5 + 0

000000227448  007900000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000000 vsnprintf@GLIBC_2.2.5 + 0

000000227bb8  009f00000007 R_X86_64_JUMP_SLO 0000000000000000 \__sprintf_chk@GLIBC_2.3.4 + 0

    每个 gcc 版本都有对应的版本libstdc++.so，因此无法在低版本的 gcc 中运行用高版本 gcc 构建的可执行文件。因为低版本的 gcc 缺少所需的运行时符号。

    • 0

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