sem09 - препроцессор_ gcc (Мини-учебник с ejudge = Чернокнижка), страница 3

Выполняется препроцессирование, трансляция, ассемблирование и компоновка..i Препроцессированный файл на языке Си. Выполняется трансляция, ассемблирование и компоновка..s Файл на языке ассемблера. Выполняется ассемблирование и компоновка..S Файл на языке ассемблера. Выполняется препроцессирование, ассемблирование икомпоновка..o Объектный файл. Выполняется компоновка..a Файл статической библиотеки.

Выполняется компоновка.Таблица 1: Суффиксы имён файлов для транслятора gccНабор действий определяется для каждого файла индивидуально. Например, если в командной строке указаны имена файлов 1.c и 2.o, то для первого файла будут выполненывсе шаги трансляции, а для второго — только компоновка. Исполняемый файл будет содержать результат трансляции первого файла, скомпонованный со вторым файлом и стандартными библиотеками.Пользователь может явно задать, на такой фазе нужно остановиться. По умолчаниютранслятор пытается выполнить все необходимые фазы, включая компоновку программы.Конечная фаза трансляции программы определяется для всех транслируемых за один вызовgcc файлов указанием одной из опций, перечисленных в таблице 2.Например, командная строкаgcc 1.c 2.c -o 1транслирует два файла на языке Си, объединяя их в одну программу с именем 1.

Команднаястрокаgcc 3.o 4.o -o 3 -lm8-E Остановиться после препроцессирования. Результат работы препроцессора выводится по умолчанию на стандартный поток вывода. Имя выходного файла можноуказать с помощью опции -o. При этом если в командной строке указано несколькофайлов, то в выходной файл будет помещён результат препроцессирования последнего файла.-S Остановиться после трансляции в ассемблер. По умолчанию имя выходного файла получается из имени входного файла заменой суффикса .c или .i на суффикс.o. Явное имя выходного файла можно указать с помощью опции -o. Попытка использования опции -o и нескольких имён входных файлов вызывает сообщение обошибке.-c Остановиться после ассемблирования.

По умолчанию имя выходного файла получается из имени входного файла заменой суффикса его имени на суффикс .o. Явноеимя выходного файла можно указать с помощью опции -o, которая несовместима суказанием одновременно нескольких транслируемых файлов.Если ни одной из перечисленных выше опций не задано, выполняются все стадиитрансляции.

Имя выходного файла по умолчанию равно a.out, но может быть изменено с помощью опции -o.-o Позволяет задать явное имя выходного файла для любой стадии трансляции.Таблица 2: Опции конечной фазы транслятора gccкомпонует два объектных файла, добавляя к ним стандартную библиотеку языка Си и стандартную математическую библиотеку (опция -lm), и помещает результат в исполняемыйфайл с именем 3.Прочие полезные опции транслятора gcc перечислены в таблице 3.1.4 Классы памятиПри определении переменных или функций может быть указан класс памяти, которыйопределяет время их существования и область видимости. В языке Си определены 4 ключевых слова, задающих классы памяти: extern, static, auto, register. Их интерпретация немного различается в случае переменных и функций и в случае глобального и локального определения.Ключевое слово auto может использоваться только при определении переменных внутри блока.

Класс памяти auto определяет, что переменная должна быть создана при входев блок и уничтожена при выходе из блока. Поскольку локальные переменные по умолчаниюсоздаются и уничтожаются именно таким образом, необходимости в использовании ключевого слова auto никогда не возникает.Ключевое слово register может использоваться при определении формальных параметров функций и переменных внутри блока. Это — указание транслятору, что он долженпопытаться разместить переменную на регистре процессора. Транслятор не обязан следовать этим указаниям, но в любом случае для переменной с классом памяти register неопределена операция взятия адреса.Ключевое слово static может использоваться для определения переменных и функций на глобальном уровне и на уровне блока. Глобальная переменная данного класса памятисуществует всё время работы программы и видна от точки определения и до конца единицы трансляции.

Однако такая переменная не может быть сделана видимой из других едиництрансляции. Блочная переменная с классом памяти static существует всё время работы9Добавляет каталог PATH в начало списка каталогов, которые просматриваются препроцессором при поиске файлов, подключаемых директивой #include. В командной строке может быть указано несколько опций -I, тогда каталоги просматриваются в порядке, в котором они указаны в командной строке.-D NAMEОпределяет макрос с именем NAME, который получает значение 1.-D NAME=VALUE Определяет макрос с именем NAME, который получает заданноезначение.-WallВключает выдачу большого количества предупреждающих сообщений, которые по умолчанию не выдаются. Опция должна использоваться при компиляции программ, все предупреждающиесообщения компилятора должны быть внимательно проанализированы, поскольку сообщения могут указывать на ошибки в программе.-gВключает генерацию отладочной информации в исполняемуюпрограмму.

Наличие отладочной информации позволяет отлаживать программу в терминах исходного языка, а не машинного кода.-O2Включает большинство оптимизаций программы, которые одновременно уменьшают размер программы и увеличивают скоростьеё выполнения.-L PATHДобавляет путь PATH в начало списка каталогов, которые просматриваются редактором связей при поиске библиотек, указанных с помощью опции -l.

Если в командной строке указанонесколько опций -L, они добавляются в том же порядке, в котором указаны в командной строке.-lnameДобавляет библиотеку name к списку библиотек, которые участвуют в компоновке программы (обратите внимание на отсутствиепробела между опцией и именем библиотеки).

В системах Unixредактор связей просматривает библиотеки один раз, поэтомунеправильный порядок задания библиотек может привести к тому, что некоторые имена останутся неопределёнными, и компиляция завершится с ошибкой. Файл, хранящий библиотеку с именем name, называется libname.a, если библиотека статическая,и libname.so, если библиотека динамическая.-staticУказывает, что при компоновке не должны использоваться динамические библиотеки.

Реализации всех используемых в программе функций будут добавлены непосредственно в исполняемый файл. Это может привести к тому, что размер тривиальнойпрограммы вырастет до сотни килобайт, зато такая программа перестанет быть зависимой от динамических библиотек, и на некоторых системах только статически скомпонованные программы могут отлаживаться.-I PATHТаблица 3: Прочие опции транслятора gccпрограммы, но видна только в пределах блока, в котором она определена. Она также не может быть сделана видимой из других единиц трансляции.

Например, следующая функция при10каждом вызове будет возвращать последовательно числа натурального ряда.int next_nat(void){static int nat = 1;return nat++;}Если убрать из объявления переменной nat ключевое слово static, функция всегдабудет возвращать значение 1.Прототип функции, объявленный с классом памяти static на глобальном уровне, виден от точки объявления и до конца единицы компиляции. Такая функция не может бытьсделана видимой из других единиц компиляции.

Прототип функции, объявленный с классомпамяти static на локальном уровне виден только в пределах блока. Если прототип функции объявляется с классом памяти static, то и сама функция должна быть определена стем же классом памяти. Если функция, прототип которой имеет класс памяти static используется в единице компиляции, но не определяется в ней, возникнет ошибка компиляции,даже если функция с таким же именем определена в другой единице трансляции.

Таким образом, класс памяти static используется, чтобы сделать имя невидимым из других едиництрансляции.Все переменные и функции, объявленные с классом памяти extern, видимы от точкиобъявления и до конца единицы трансляции даже для блочных определений. Объявлениепеременной с классом памяти extern означает, что память под эту переменную выделенагде-то в другом месте, в этой же, а возможно и другой единице трансляции.

Транслятор вэтом случае не выделяет память под переменную, а будет использовать имя как внешнее.Компоновщик связывает все использования внешнего имени с определением имени в некоторой единице трансляции. В одной единице трансляции может быть несколько объявленийодной и той же внешней переменной при условии, что всегда указывается один и то же типпеременной. В том же файле может находиться и само определение глобальной переменной,которая должна иметь такой же тип и не должна быть объявлена с классом памяти static.Например, переменная stdin может определяться в заголовочном файле <stdio.h> следующим образом:extern FILE *stdin;Глобальные переменные по умолчанию имеют класс памяти common, который мы рассмотрим в следующем разделе.Все прототипы функций имеют по умолчанию класс памяти extern.1.5 Компоновка программыЕсли исполняемая программа компонуется из нескольких единиц трансляции, компоновщик использует свои правила видимости имён, которые приведены ниже.• Все имена, объявленные с классом памяти static, видимы только в пределах своейединицы трансляции и не влияют на компоновку.• Если некоторая единица трансляции использует внешнее имя (переменной или функции), которое не определено ни в какой единице трансляции, выдаётся сообщение обошибке.• Если несколько единиц трансляции определяют нестатическую функцию с одним и темже именем, выдаётся сообщение об ошибке.11• Если некоторое нестатическое имя определяется и как переменная, и как функция, выдаётся сообщение об ошибке.• Если несколько единиц трансляции определяют нестатическую инициализированнуюпеременную с одним и тем же именем, выдаётся сообщение об ошибке.• Если несколько единиц трансляции определяют переменную с одним и тем же именем,которая инициализируется не более чем в одной единице трансляции, все определенияразмещаются, начиная с одного адреса (класс памяти common).Последнее правило можно продемонстрировать на следующем примере.