“第009课 gcc和arm-linux-gcc和Makefile”的版本间的差异

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目的:获得变量在内存中的地址;
 
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返回:变量在内存中起始地址;
 
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2018年1月17日 (三) 12:11的版本

gcc编译器1_gcc常用选项__gcc编译过程详解

1. gcc的使用方法:

gcc  [选项]   文件名


2. gcc常用选项

选项 功能
-v 查看gcc编译器的版本,显示gcc执行时的详细过程
-o <file> 指定输出文件名为file,这个名称不能跟源文件名同名
-E 只预处理,不会编译、汇编、链接t
-S 只编译,不会汇编、链接
编译和汇编,不会链接

一个c/c++文件要经过预处理、编译、汇编和链接才能变成可执行文件。 (1)预处理 C/C++源文件中,以“#”开头的命令被称为预处理命令,如包含命令“#include”、宏定义命令“#define”、条件编译命令“#if”、“#ifdef”等。预处理就是将要包含(include)的文件插入原文件中、将宏定义展开、根据条件编译命令选择要使用的代码,最后将这些东西输出到一个“.i”文件中等待进一步处理。 (2)编译 编译就是把C/C++代码(比如上述的“.i”文件)“翻译”成汇编代码。 (3)汇编 汇编就是将第二步输出的汇编代码翻译成符合一定格式的机器代码,在Linux系统上一般表现为ELF目标文件(OBJ文件)。“反汇编”是指将机器代码转换为汇编代码,这在调试程序时常常用到。 (4)链接 链接就是将上步生成的OBJ文件和系统库的OBJ文件、库文件链接起来,最终生成了可以在特定平台运行的可执行文件。

hello.c(预处理)->hello.i(编译)->hello.s(汇编)->hello.o(链接)->hello 详细的每一步命令如下:

gcc -E -o hello.i hello.c
gcc -S -o hello.s hello.i
gcc -c -o hello.o hello.s
gcc -o hello hello.o

上面一连串命令比较麻烦,gcc会对.c文件默认进行预处理操作,使用-c再来指明了编译、汇编,从而得到.o文件, 再将.o文件进行链接,得到可执行应用程序。简化如下:

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

gcc编译器2_深入讲解链接过程

前面编译出来的可执行文件比源代码大了很多,这是什么原因呢? 我们从链接过程来分析,链接将汇编生成的OBJ文件、系统库的OBJ文件、库文件链接起来,crt1.o、crti.o、crtbegin.o、crtend.o、crtn.o这些都是gcc加入的系统标准启动文件,它们的加入使最后出来的可执行文件相原来大了很多。

-lc:链接libc库文件,其中libc库文件中就实现了printf等函数。
gcc -v -nostdlib -o hello hello.o:

会提示因为没有链接系统标准启动文件和标准库文件,而链接失败。 这个-nostdlib选项常用于裸机/bootloader、linux内核等程序,因为它们不需要启动文件、标准库文件。

一般应用程序才需要系统标准启动文件和标准库文件。 裸机/bootloader、linux内核等程序不需要启动文件、标准库文件。

  • 动态链接使用动态链接库进行链接,生成的程序在执行的时候需要加载所需的动态库才能运行。

动态链接生成的程序体积较小,但是必须依赖所需的动态库,否则无法执行。

gcc -c -o hello.o hello.c
gcc -o hello_shared  hello.o


  • 静态链接使用静态库进行链接,生成的程序包含程序运行所需要的全部库,可以直接运行,

不过静态链接生成的程序体积较大。

gcc -c -o hello.o hello.c
gcc -static -o hello_static hello.o

第003节_c语言指针复习1__指向char和int的指针

日常中,我们把笔记写到记事本中,记事本就相当于一个载体(存储笔记的内容)。 C语言中有些变量,例如,char、int类型的变量,它们也需要一个载体,来存储这些变量的值,这个载体就是内存。 比如我们的电脑内存有4GB内存,也就是4*1024*1024*1024=4294967296字节。我们可以把整个内存想象成一串连续格子,每个格子(字节)都可以放入一个数据,如下图所示。 <img src="./lesson/lesson3/lesson3_001.jpg"> 每一个小格子都有一个编号,小格子的编号从0开始,我们可以通过读取格子的编号,得到格子里面的内容。同理,我们根据内存的变量的地址,来获得其中的数据。下面写个小程序进行测试, 实例:point_test.c

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("sizeof(char   ) = %d\n",sizeof(char   ));
	printf("sizeof(int    ) = %d\n",sizeof(int     ));
	printf("sizeof(char  *) = %d\n",sizeof(char  *));	
	printf("sizeof(char  **) = %d\n",sizeof(char **));	
	
	return 0;
}

根据程序可以看出来,函数的功能是输出,char,int,char **类型所占据的字节数;, 编译

gcc -o pointer_test pointer_test.c

运行应用程序:

./pointer_test

结果:(我用的是64位的编译器)

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 8
sizeof(char **) = 8

可以看出在64位的机器中,用8个字节表示指针,我们可以测试一下用32位的机器编译

编译:

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c   //加上“-m32“:编译成32位的机器码

编译可能会出现下面提示错误:

/usr/include/features.h:374:25: fatal error: sys/cdefs.h: No such file or directory

解决错误,安装`lib32readline-gplv2-dev`,执行:

sudo apt-get install lib32readline-gplv2-dev

重新编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c    //没有错误

运行生成的应用程序

./pointer_test

结果:

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4

可以看出编译成32位的机器码,指针就是用4个字节来存储的,

总结: 1. 所用变量不论是普通变量(char,int)还是指针变量,都存在内存中。 2. 所用变量都可以保存某些值。 3. 怎么使用指针,

 3.1取值
 3.2移动指针
    1. 实例0 ##

- 步骤一

#include <stdio.h>

void test0()
{
	char c;
	char *pc;
	
	/*第一步 : 所有变量都保存在内存中,我们打印一下变量的存储地址*/
	printf("&c  =%p\n",&c);
	printf("&pc =%p\n",&pc);
	
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("sizeof(char   ) = %d\n",sizeof(char   ));
	printf("sizeof(int    ) = %d\n",sizeof(int    ));	
	printf("sizeof(char  *) = %d\n",sizeof(char  *));
	printf("sizeof(char **) = %d\n",sizeof(char **));	
	printf("//==============\n");
	test0();
	
	return 0;
}

编译:

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行:

./pointer_test

结果:


sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&c  =0xffaaa2b7
&pc =0xffaaa2b8

从运行的结果我们可知,变量c的地址编号(即地址)是0xffaaa2b7,指针变量pc的地址编号是0xffaaa2b8,如下图所示,编译成32位的机器码,字符类型占用一个字节,指针类型就是用4个字节来存储的。 <img src="./lesson/lesson3/lesson3_002.jpg">

- 步骤二

我们把test0()函数里面的变量保存(赋予)一些值,假如这些变量不保存数据的话,那么存储该变量的地址空间就会白白浪费,就相当于买个房子不住,就会白白浪费掉。 我们把上面程序中的test0()函数里面的字符变量c,指针变量pc进行赋值。

c  = ‘A’;  //把字符‘A’赋值给字符变量c
pc = &c;  //把字符变量c的地址赋值给指针变量pc

然后把赋值后变量的值打印出来

printf("c  =%c\n",c);
printf("pc =%p\n",pc)

编译:

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行:

./pointer_test

结果:

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&c  = 0xffb009b7
&pc = 0xffb009b8
c  =  A
pc = 0xffb009b7 


从运行的结构来看字符变量和指针变量的地址编号发成了变化,所以在程序重新运行时,变量的地址,具有不确定性,字符变量c存储的内容是字符‘A’,指针变量pc存储的内容是 0xffb009b7(用四个字节来存储)由于内存的存储方式是,小端模式:低字节的数据放在低地址,高字节的数据放在高地址。在内存中的存储格式如下图所示。 <img src="./lesson/lesson3/lesson3_003.jpg">

- 步骤三

我们辛辛苦苦定义的指针类型变量,我们要把他用起来了,下面我们来分析一下,用指针来取值,‘*’:表示取指针变量存储地址的数据。 我们在test0()函数里面添加如下代码:

printf("*pc =%c\n",*pc);	
printf("//=================\n");

编译:

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行:

./pointer_test

结果:

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&c  =0xfff59ea7
&pc =0xfff59ea8
c  =A
pc =0xfff59ea7
*pc =A
//=================

指针变量pc存储的内容是是字符变量c的地址,所以*pc就想相当于取字符变量c的内容。如图 <img src="./lesson/lesson3/lesson3_004.jpg">


实例1

- 步骤一

我们在上面函数的基础上,写一个函数test1()

void test1()
{
	int  ia;
	int  *pi;
	char *pc;

	/*第一步 : 所有变量都保存在内存中,我们打印一下变量的存储地址*/
	printf("&ia =%p\n",&ia);
	printf("&pi =%p\n",&pi);	
	printf("&pc =%p\n",&pc);
}

main.c

int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("sizeof(char   ) = %d\n",sizeof(char   ));
	printf("sizeof(int    ) = %d\n",sizeof(int    ));	
	printf("sizeof(char  *) = %d\n",sizeof(char  *));
	printf("sizeof(char **) = %d\n",sizeof(char **));	
	printf("//==============\n");
	//test0();
	test1();
	return 0;
}

我们在test1()函数中定义了一个整型变量ia,定义了一个指向整型的指针变量pi,定义了一个指向字符型的指针变量pc。然后打印出这些变量的地址 编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行:

./pointer_test

结果:

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&ia =0xffc936e4
&pi =0xffc936e8
&pc =0xffc936ec

在32位的系统中int类型变量在内存中占用4个字节,指针型变量在内存中占用4个字节如图: <img src="./lesson/lesson3/lesson3_005.jpg">

  • 步骤二

在test1()的函数中对定义的变量进行赋值,然后把赋值的结果打印出来。

/*第二步:所有变量都可以保存某些值,接着赋值并打印*/	
	ia = 0x12345678;
	pi = &ia;
	pc = (char *)&ia;
	printf("ia =0x%x\n",ia);	
	printf("pi =%p\n",pi);		
	printf("pc =%p\n",pc);

编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行:

./pointer_test

结果:

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&ia = 0xffb6f724
&pi = 0xffb6f728
&pc = 0xffb6f72c
ia = 0x12345678
pi = 0xffb6f724
pc = 0xffb6f724

从结果可以看出来,变量pi和pc的值都等于变量ia的地址。

- 步骤二

我们使用指针并且对其进行取值,然后移动指针,在test1中添加如下代码,完成所述要求

/*第三步:使用指针:1)取值  2)移动指针*/

printf("*pi =0x%x\n",*pi); printf("pc =%p\t",pc); printf("*pc =0x%x\n",*pc); pc=pc+1; printf("pc =%p\t",pc); printf("*pc =0x%x\n",*pc); pc=pc+1; printf("pc =%p\t",pc); printf("*pc =0x%x\n",*pc); pc=pc+1; printf("pc =%p\t",pc); printf("*pc =0x%x\n",*pc); printf("//=================\n");

编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行:

./pointer_test

结果:

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&ia =0xffee0930
&pi =0xffee0934
&pc =0xffee0938
ia =0x12345678
pi =0xffee0930
pc =0xffee0930
*pi =0x12345678
pc =0xffee0930  *pc =0x78
pc =0xffee0931  *pc =0x56
pc =0xffee0932  *pc =0x34
pc =0xffee0933  *pc =0x12
 

由于pi指向了ia,所以*pi的值为0x12345678。由于pc也指向了ia,但是由于pc是字符型指针变量,一次只能访问一个字节,需要四次才能访问完。如图所示: <img src="./lesson/lesson3/lesson3_006.jpg">

结论: 1. 指针变量所存储的内容是所指向的变量在内存中的起始地址。 2. &变量: 目的:获得变量在内存中的地址; 返回:变量在内存中起始地址;