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gcc與makefile

前言

自接觸C語言以來,小demo直接gcc,大專案的Makefile都是框架裡自帶的,一般都是按需修修補補,具體的規則總是摸不清搞不懂!當自己搭個小專案,手搓一個Makefile真是費勁,根本寫不出來,因此書此部落格,以後來ctrl+c
本文不會詳細展開如何編寫一個Makefile。如想了解種種細節,請參考下面這個非常詳細的教程,包含幾乎GNU make的Makefile的所有細節:

而本文包含以下內容:

  • makefile小模板
  • gcc指令

Makefile小模板

適用於純 C 語言

# 指令編譯器和選項
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -std=gnu99
 
# 目標檔案
TARGET=main
SRCS = main1.c \
   			main2.c  \
   			main3.c  
INC = -I./
OBJS = $(SRCS:.c=.o)

$(TARGET):$(OBJS)
	$(CC) -o 
[email protected]
$^ clean: rm -rf $(TARGET) $(OBJS) %.o:%.c $(CC) $(CFLAGS) $(INC) -o [email protected] -c $<

注意:Makefile有個規則就是命令列是以tab鍵開頭,4個空格或其他則會報錯:
Makefile:2: *** missing separator。stop

  • 相比於單個檔案和多個檔案的makefile,通過變數INC制定了標頭檔案路徑。標頭檔案路徑之間通過空格隔開。
  • 編譯規則%.o:%.c中加入了標頭檔案引數$(CC) $(CFLAGS) $(INC) -o
    [email protected]
    -c $<
  • 單個檔案和多個檔案的makefile相比增加了標頭檔案路徑引數。
  • SRCS變數中,檔案較多時可通過“\”符號續行。
  • [email protected] --代表目標檔案
  • $^ --代表所有的依賴檔案
  • $< --代表第一個依賴檔案(最左邊的那個)。

適用於 C/C++ 混合編譯

目錄結構如下:

httpserver
│   main.cpp
│   Makefile  
└─────inc
│      │   mongoose.h
│      │   http_server.
h │ ──────src │ │ http_server.cpp │ │ mongoose.c │ │ ...

Makefile 如下:

CC=gcc
CXX=g++

# 編譯器在編譯時的引數設定,包含標頭檔案路徑設定
CFLAGS:=-Wall -O2 -g 
CFLAGS+=-I $(shell pwd)/inc
CXXFLAGS:=-Wall -O2 -g -std=c++11
CXXFLAGS+=-I $(shell pwd)/inc

# 庫檔案新增
LDFLAGS:=
LDFLAGS+=

# 指定源程式存放位置
SRCDIRS:=.
SRCDIRS+=src

# 設定程式中使用檔案型別
SRCEXTS:=.c .cpp

# 設定執行程式名
PROGRAM:=httpserver

SOURCES=$(foreach d,$(SRCDIRS),$(wildcard $(addprefix $(d)/*,$(SRCEXTS))))
OBJS=$(foreach x,$(SRCEXTS),$(patsubst %$(x),%.o,$(filter %$(x),$(SOURCES))))

.PHONY: all clean distclean install

%.o: %.c
	$(CC) -c $(CFLAGS) -o [email protected] $<
	
%.o: %.cxx
	$(CXX) -c $(CXXFLAGS) -o [email protected] $<


$(PROGRAM): $(OBJS)
ifeq ($(strip $(SRCEXTS)),.c)
	$(CC) -o $(PROGRAM) $(OBJS) $(LDFLAGS)
else
	$(CXX) -o $(PROGRAM) $(OBJS) $(LDFLAGS)
endif


install:
	install -m 755 -D -p $(PROGRAM) ./bin

clean:
	rm -f $(shell find -name "*.o")
	rm -f $(PROGRAM)

distclean:
	rm -f $(shell find -name "*.o")
	rm -f $(shell find -name "*.d")
	rm -f $(PROGRAM)

all:
	@echo $(OBJS)

gcc指令

一步到位

gcc main.c -o main

多個程式檔案的編譯

gcc main1.c main2.c -o main

預處理

gcc -E main.c -o main.i

gcc -E main.c
gcc的-E選項,可以讓編譯器在預處理後停止,並輸出預處理結果。

編譯為彙編程式碼

預處理之後,可直接對生成的test.i檔案編譯,生成彙編程式碼:
gcc -S main.i -o main.s
gcc的-S選項,表示在程式編譯期間,在生成彙編程式碼後,停止,-o輸出彙編程式碼檔案。

彙編

對於上文中生成的彙編程式碼檔案test.s,gas彙編器負責將其編譯為目標檔案,如下:
gcc -c main.s -o main.o

連線

gcc聯結器是gas提供的,負責將程式的目標檔案與所需的所有附加的目標檔案連線起來,最終生成可執行檔案。附加的目標檔案包括靜態連線庫和動態連線庫。
對於上一小節中生成的main.o,將其與C標準輸入輸出庫進行連線,最終生成可執行程式main。

檢錯

引數-Wall,使用它能夠使GCC產生儘可能多的警告資訊。
gcc -Wall main.c -o main
在編譯程式時帶上-Werror選項,那麼GCC會在所有產生警告的地方停止編譯,迫使程式設計師對自己的程式碼進行修改,如下:
gcc -Werrormain.c -o main

建立動態連結庫

生成生成o檔案
gcc -c -fPIC add.c //這裡一定要加上-fPIC選項,目的使庫不必關心檔案內函式位置
再編譯
gcc -shared -fPIC -o libadd.so add.o

庫檔案連線

開發軟體時,完全不使用第三方函式庫的情況是比較少見的,通常來講都需要藉助許多函式庫的支援才能夠完成相應的功能。從程式設計師的角度看,函式庫實際上就是一些標頭檔案(.h)和庫檔案(so、或lib、dll)的集合。雖然Linux下的大多數函式都預設將標頭檔案放到/usr/include/目錄下,而庫檔案則放到/usr/lib/目錄下;但也有的時候,我們要用的庫不在這些目錄下,所以GCC在編譯時必須用自己的辦法來查詢所需要的標頭檔案和庫檔案。
額外補充:Linux需要連線so庫檔案(帶軟連線),可以完完整整的複製到/usr/include//usr/lib/目錄下,使用 cp -d * /usr/lib/ 命令,然後別忘記再執行 ldconfig

其中inclulde資料夾的路徑是/home/test/include,lib資料夾是/home/test/lib,lib資料夾中裡面包含二進位制so檔案libtest.so
首先要進行編譯main.c為目標檔案,這個時候需要執行:
gcc –c –I /home/test/include main.c –o main.o
最後把所有目標檔案連結成可執行檔案:
gcc –L /home/test/lib -ltest main.o –o main

預設情況下, GCC在連結時優先使用動態連結庫,只有當動態連結庫不存在時才考慮使用靜態連結庫,如果需要的話可以在編譯時加上-static選項,強制使用靜態連結庫。
gcc –L /home/test/lib -static -ltest main.o –o main

靜態庫連結時搜尋路徑順序:

  1. ld會去找GCC命令中的引數-L
  2. 再找gcc的環境變數LIBRARY_PATH
  3. 再找內定目錄 /lib/usr/lib/usr/local/lib 這是當初compile gcc時寫在程式內的

動態連結時、執行時搜尋路徑順序:

  1. 編譯目的碼時指定的動態庫搜尋路徑
  2. 環境變數LD_LIBRARY_PATH指定的動態庫搜尋路徑
  3. 配置檔案/etc/ld.so.conf中指定的動態庫搜尋路徑
  4. 預設的動態庫搜尋路徑/lib
  5. 預設的動態庫搜尋路徑/usr/lib

相關環境變數:
LIBRARY_PATH環境變數:指定程式靜態連結庫檔案搜尋路徑
LD_LIBRARY_PATH環境變數:指定程式動態連結庫檔案搜尋路徑