編譯器與可執行檔

• 為何編譯﹖
  1. Linux 系統上真正認識的可執行檔其實是二進位檔案 (binary file)，例如 /usr/bin/passwd, /bin/touch。
  2. 寫一個 C/C++ 程式, 要有 C/C++ 的編譯器(例如：gcc/g++)，將原始碼 (source code) 翻譯成機器可以執行的程式碼。
  3. Shell scripts 只是利用 shell (例如 bash) 程式的功能進行一些判斷式，及呼叫一些已經編譯好的 binary 檔案來執行。
  4. 以 file 命令查看檔案型態：

     #binary file 之可執行檔，顯示執行檔類別 ( ELF 32-bit LSB executable )，
     #同時說明是否使用動態函式庫( shared libs )
     ## ELF: Extensible Linking Format
     ## LSB: Linux Standard Base
      
     [root@test root]# file /bin/bash 
     /bin/bash: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV),
      for GNU/Linux 2.2.5, dynamically linked (uses shared libs), stripped 
     
     #%* shell script test01-hello.sh 檔案 *)
     [root@test root]# file test01-hello.sh 
     test01-hello.sh: Bourne-Again shell script text executable
     

• 編譯步驟：
  1. 使用任何的文字編輯器產生 C/C++ 原始碼 (source code)；
  2. 編譯器 gcc/g++ 將 C/C++ 的原始碼編譯成目的檔 (object file)，目的檔為機器可了解的機器語言但還無法執行；
  3. 將目的檔和函式庫中的程式連結成可執行檔，函式庫存放一些 C/C++ 常用的 function，可執行檔為機器可執行的程式；
  4. 執行可執行檔；
     
     
     

  5. 程式執行引用函式庫流程
     
     
     

• 編譯器 gcc 的用法
  1. 以 vi 編輯程式檔 hello.c

     [dywang@dywOffice test]$ vi hello.c
     #include <stdio.h>
     main()
     {
             printf("Hello!\n");
     }
     

  2. 僅將原始碼編譯成為目標檔，並不製作連結等功能：

     [guest@test guest]# gcc -c hello.c 
     #%* 會自動的產生 hello.o 這個檔案，但是並不會產生 binary 執行檔。 *)
     

  3. 在編譯的時候，依據作業環境給予最佳化執行速度：

     [guest@test guest]# gcc -O hello.c -c 
     #%* 會自動的產生 hello.o 這個檔案，並且進行最佳化。 *)
     

  4. 在進行 binary file 製作時，將連結的函式庫與相關的路徑填入 ：

     [guest@test guest]# gcc sin.c -lm -L/usr/lib -I/usr/include 
     #%* 這個指令較常下達在最終連結成 binary file 的時候， *)
     #%* -lm 指的是函式庫檔案 libm.so 或 libm.a； *)
     #%* -L 後面接函式庫的搜尋目錄路徑； *)
     #%* -I 後面接原始碼內的 include 檔案之所在目錄。 *)
     

  5. 將編譯的結果輸出成某個特定檔名 ：

     [guest@test guest]# gcc -o hello hello.c 
     #%* -o 後接的是要輸出的 binary file 檔名 *)
     

  6. 在編譯的時候，輸出較多的訊息說明：

     [guest@test guest]# gcc -o hello hello.c -Wall 
     #%* 加入 -Wall ，程式的編譯時會顯示警告訊息。*)
     #%* -Wall 或 -O 等參數為旗標( FLAGS )，簡稱這些旗標為 CCFLAGS。*)
     

練習題

1. Linux 系統上機器認識的可執行檔，格式為何？
   Sol. 二進位檔案 (binary file)
2. 程式編譯目的為何？
   Sol. 將原始碼 (source code) 翻譯成機器可以執行的程式碼。
3. 如何查詢檔案 /bin/touch 之型態？
   Sol. file /bin/touch
4. 執行 file /bin/bash，出現 ELF 32-bit LSB executable 訊息，則 /bin/bash 檔案型態為何？
   Sol. 二進位可執行檔
5. 執行 file /etc/init.d/xfs，出現 Bourne shell script text executable 訊息，則 /etc/init.d/xfs 檔案型態為何？
   Sol. Bourne shell script 文字型態的可執行檔
6. 請簡述程式編譯執行步驟？
   Sol. 1.編輯原始碼；2.將原始碼編譯成目的檔；3.將目的檔和函式庫中的程式連結成可執行檔；4.執行。
7. 如何僅將原始碼 hello.c 編譯成為目標檔，並不製作連結等功能？
   Sol. gcc -c hello.c
8. 如何在編譯 hello.c 時，依據作業環境給予最佳化執行速度？
   Sol. gcc -O hello.c -c
9. 如何在編譯 hello.c 成可執行檔時，連結函式庫檔案 libm.so 或 libm.a ？
   Sol. gcc hello.c -lm
10. 如何在編譯 hello.c 成可執行檔時，指定函式庫的搜尋目錄為 /usr/lib？
    Sol. gcc hello.c -L/usr/lib
11. 如何在編譯 hello.c 成可執行檔時，指定原始碼內的 include 檔案所在目錄為 /usr/include？
    Sol. gcc hello.c -I/usr/include
12. 如何在編譯 hello.c 時，指定可執行檔名稱為 hello？
    Sol. gcc -o hello hello.c
13. 如何在編譯 hello.c 時，指定可執行檔名稱為 hello，且於程式的編譯時會顯示警告訊息？
    Sol. gcc -o hello hello.c -Wall