Etapas de la compilación:
-
Preprocesado
-
Compilación
-
Ensamblado
-
Enlazado
Si tienes problemas al compilar en Ubuntu 7.04 posiblemente te falte la librería build-essential que tendrás que instalarlo desde el synaptic
Compilación directa:
$ gcc hello.c -o hello
$ ./hello
¡Hola, Mundo!
La primera orden le dice al gcc que compile y enlace el archivo fuente hello.c, generando el ejecutable indicado por el argumento -o hello. La segunda orden ejecuta el programa, obteniéndose como resultado la tercera línea.
Varias cosas han pasado sin darnos cuenta. Lo primero que ha hecho gcc es manda al preprocesador (cpp) el fichero hello.c para expandir macros e incluir el contenido de los archivo #included. Seguido, se compila el código preprocesado en código objeto, para finalmente el linkador (ld) crea el hello binario.
Veamos este proceso paso a paso. Si usamos la opción -E paramos el proceso justo después de realizarse la precompilación:
$ gcc -E hello.c -o hello.i
Podemos observar en el fichero hello.i el resultado del preprocesado, con el fichero stdio.h incrustado dentro de él. Continuando con el proceso, usaremos la opción -c para parar despúes de realizar la compilación.
$ gcc -c hello.i -o hello.o
Ya tan sólo queda enlazar el fichero objeto con las librerías del sistema para generar el ejecutable:
$ gcc hello.o -o hello
Para saber el punto de arranqu gcc se fija en la extensión del archivo de entrada.. Las extensiones más comunes reconocidas por gcc son:
| Extensión | Tipo |
| .c | Código fuente Lenguaje C |
Aunque lo normal es crear un ejecutable a partir del código fuente, a veces resulta conveniente parar el proceso en un punto determinado. Un caso habitual es cuando queremos obtener el código objeto para integrarlo en una librería, por lo que no es necesario la etapa de enlace. Otro caso cuando queremos obtener el código del precompilado para chequear algún conflicto que tengamos entre los archivos includes y nuestro código.
La mayor parte de los programas de C se generan partiendo de varios fuentes, códigos objeto y librerías. gcc tomará los ficheros que le damos de entrada, los procesará convenientemente, y los enlaza para generar un único ejecutable. Para facilitar esta tarea se suele utilizar la utilidad make.
Opciones comunes de la línea de comandos
La lista de opciones ocuparía varias páginas, por lo que sólo veremos las opciones más comunes:
| Opción | Descripción |
| -o | Nombre del archivo de salida. Si no se especifica al generar el ejecutable, el nombre por defecto será a.out |
| -c | Compilar sin enlazar |
| -DMAC=VAL | Define el macro MAC y le asigna el valor VAL |
| -IDIR | Sitúa el directorio DIR delante de la lista de directorios dónde buscar los ficheros includes. |
| -LDIR | Sitúa el directorio DIR delante de la lista de directorios dónde buscar las librerías. |
| -static | Enlaza con librerías estáticas. Por defecto enlaza las librerías dinámicamente. |
| -lFICH | Enlaza con la librería libFICH |
| -g | Incluye información estándar para depurado |
| -ggdb | Incluye información específica para el depurador gdb |
| -O | Optimiza el código compilado |
| -ON | Especifica un nivel de optimación del código entre 0 y 3 |
| -ansi | Soporta el C ANSI/ISO estándar |
| -pedantic | Emite todos los avisos requeridos por el C ANSI/ISO |
| -pedantic-errors | Emite todos los errores requeridos por el C ANSI/ISO |
| -traditional | Soporta la sintáxis Kernighan & Ritchie del lenguaje C |
| -w | Suprime todos los mensajes de aviso (una mala idea) |
| -Wall | Emite todos los avisos que el gcc pueda generar. |
| -werror | Convierte todos los avisos en errores, lo que parará la compilación |
| -MM | Crea una lista de dependencias compatible con make |
| -v | Muestra los comandos utilizados en cada etapa de la compilación |
Un ejemplo de un compilador con estas posibilidades es el NASM, que puede ensamblar, entre otro formatos, ELF (para sistemas UNIX) y COM o EXE (para DOS).
El conjunto de gcc, binutils y gdb permiten la generación de compiladores cruzados - compiladores que generan código para plataformas distintas en las que se ejecután.
Hace falta una cadena de compilación completa, y aparte una implementació de yacc y lex (normalmente, si se está usando una máquina Linux o el port de win32 de las utilidades GNU, cygwin), estas son bison y flex)
La terminología que se usa en las cadenas de compilación de las utilidades GNU es:
- build host: Máquina donde se va generar el compilador cruzado. los scripts de compilación detectan automáticamente el sistema operativo donde se está intentando compilar.
- host: Máquina donde va a ejecutarse el compilador destino, suele coincidir con la máquina donde se está compilando.
- target: Máquina y sistema destino para el cual el va a generarse los ficheros.
Tutorial sobre el compilador GCC
The GNU Compiler Collection includes front ends for C, C++, Objective-C, Fortran, Java, and Ada, as well as libraries for these languages (libstdx++, libgcj) . Tomado de la pagina web oficial: http://gcc.gnu.org/
GCC es un compilador integrado del proyecto GNU para C, C++, Objective C y Fortran; es capaz de recibir un programa fuente en cualquiera de estos lenguajes y generar un programa ejecutable binario en el lenguaje de la máquina donde ha de correr.
La sigla GCC significa "GNU Compiler Collection". Originalmente significaba "GNU C Compiler"; todavía se usa GCC para designar una compilación en C. G++ refiere a una compilación en C++.
Sintaxis.
gcc [ opción | archivo ] ...g++ [ opción | archivo ] ...
Las opciones van precedidas de un guión, como es habitual en UNIX, pero las opciones en sí pueden tener varias letras; no pueden agruparse varias opciones tras un mismo guión. Algunas opciones requieren después un nombre de archivo o directorio, otras no. Finalmente, pueden darse varios nombres de archivo a incluir en el proceso de compilación.
Ejemplos.
gcc hola.ccompila el programa en C hola.c, genera un archivo ejecutable a.out.
gcc -o hola hola.c
compila el programa en C hola.c, genera un archivo ejecutable hola.
g++ -o hola hola.cpp
compila el programa en C++ hola.c, genera un archivo ejecutable hola.
gcc -c hola.c
no genera el ejecutable, sino el código objeto, en el archivo hola.o. Si no s indica un nombre para el archivo objeto, usa el nombre del archivo en C y le cambia la extensión por .o.
gcc -c -o objeto.o hola.c
genera el código objeto indicando el nombre de archivo.
g++ -c hola.cpp
igual para un programa en C++.
g++ -o ~/bin/hola hola.cpp
genera el ejecutable hola en el subdirectorio bin del directorio propio del usuario.
g++ -L/lib -L/usr/lib hola.cpp
indica dos directorios donde han de buscarse bibliotecas. La opción -L debe repetirse para cada directorio de búsqueda de bibliotecas.
g++ -I/usr/include hola.cpp
indica un directorio para buscar archivos de encabezado (de extensión .h).
Sufijos en nombres de archivo.
Son habituales las siguientes extensiones o sufijos de los nombres de archivo:| .c | fuente en C |
| .C .cc .cpp .c++ .cp .cxx | fuente en C++; se recomienda .cpp |
| .m | fuente en Objective-C |
| .i | C preprocesado |
| .ii | C++ preprocesdo |
| .s | fuente en lenguaje ensamblador |
| .o | código objeto |
| .h | archivo para preprocesador (encabezados), no suele figurar en la linea de comando de gcc |
Opciones.
- crealiza preprocesamiento y compilación, obteniento el archivo en código objeto; no realiza el enlazado.
- E
realiza solamente el preprocesamiento, enviando el resultado a la salida estándar.
-o archivo
indica el nombre del archivo de salida, cualesquiera sean las etapas cumplidas.
-Iruta
especifica la ruta hacia el directorio donde se encuentran los archivos marcados para incluir en el programa fuente. No lleva espacio entre la I y la ruta, así: -I/usr/include
-L
especifica la ruta hacia el directorio donde se encuentran los archivos de biblioteca con el código objeto de las funciones referenciadas en el programa fuente. No lleva espacio entre la L y la ruta, así: -L/usr/lib
-Wall
muestra todos los mensajes de error y advertencia del compilador, incluso algunos cuestionables pero en definitiva fáciles de evitar escribiendo el código con cuidado.
-g
incluye en el ejecutable generado la información necesaria para poder rastrear los errores usando un depurador, tal como GDB (GNU Debugger).
-v
muestra los comandos ejecutados en cada etapa de compilación y la versión del compilador. Es un informe muy detallado.
Etapas de compilación.
El proceso de compilación involucra cuatro etapas sucesivas: preprocesamiento, compilación, ensamblado y enlazado. Para pasar de un programa fuente escrito por un humano a un archivo ejecutable es necesario realizar estas cuatro etapas en forma sucesiva. Los comandos gcc y g++ son capaces de realizar todo el proceso de una sola vez.Preprocesado.
En esta etapa se interpretan las directivas al preprocesador. Entre otras cosas, las variables inicializadas con #define son sustituídas en el código por su valor en todos los lugares donde aparece su nombre.Usaremos como ejemplo este sencillo programa de prueba, circulo.c:
/* Circulo.c: calcula el área de un círculo.
Ejemplo para mostrar etapas de compilación.
*/
#define PI 3.1416
main()
{
float area, radio;
radio = 10;
area = PI * (radio * radio);
printf("Circulo.\n");
printf("%s%f\n\n", "Area de circulo radio 10: ", area);
}
El preprocesado puede pedirse con cualquiera de los siguientes comandos; cpp alude específicamente al preprocesador.
$ gcc -E circulo.c > circulo.pp
$ cpp circulo.c > circulo.pp
Examinando circulo.pp
$ more circulo.pp
puede verse que la variable PI ha sido sustituída por su valor, 3.1416, tal como había sido fijado en la sentencia #define.
Compilación.
La compilación transforma el código C en el lenguaje ensamblador propio del procesador de nuestra máquina. $ gcc -S circulo.c
realiza las dos primeras etapas creando el archivo circulo.s; examinándolo con
$ more circulo.s
puede verse el programa en lenguaje ensamblador.
Ensamblado.
El ensamblado transforma el programa escrito en lenguaje ensamblador a código objeto, un archivo binario en lenguaje de máquina ejecutable por el procesador.El ensamblador se denomina as:
$ as -o circulo.o circulo.s
crea el archivo en código objeto circulo.o a partir del archivo en lenguaje ensamblador circulo.s. No es frecuente realizar sólo el ensamblado; lo usual es realizar todas las etapas anteriores hasta obtener el código objeto así:
$ gcc -c circulo.c
donde se crea el archivo circulo.o a partir de circulo.c. Puede verificarse el tipo de archivo usando el comando
$ file circulo.o
circulo.o: ELF 32-bit LSB relocatable, Intel 80386, version 1, not stripped
En los programas extensos, donde se escriben muchos archivos fuente en código C, es muy frecuente usar gcc o g++ con la opción -c para compilar cada archivo fuente por separado, y luego enlazar todos los módulos objeto creados. Estas operaciones se automatizan colocándolas en un archivo llamado makefile, interpretable por el comando make, quien se ocupa de realizar las actualizaciones mínimas necesarias toda vez que se modifica alguna porción de código en cualquiera de los archivos fuente.
Enlazado
Las funciones de C/C++ incluídas en nuestro código, tal como printf() en el ejemplo, se encuentran ya compiladas y ensambladas en bibliotecas existentes en el sistema. Es preciso incorporar de algún modo el código binario de estas funciones a nuestro ejecutable. En esto consiste la etapa de enlace, donde se reúnen uno o más módulos en código objeto con el código existente en las bibliotecas.El enlazador se denomina ld. El comando para enlazar
$ ld -o circulo circulo.o -lc
ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 08048184
da este error por falta de referencias. Es necesario escribir algo como
$ ld -o circulo /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.2/collect2 -m elf_i386 -dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 -o circulo /usr/lib/crt1.o /usr/lib/crti.o /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.2/crtbegin.o -L/usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.2 circulo.o -lgcc -lc -lgcc /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.2/crtend.o /usr/lib/crtn.o
para obtener un ejecutable.
El uso directo del enlazador ld es muy poco frecuente. En su lugar suele proveerse a gcc los códigos objeto directamente:
$ gcc -o circulo circulo.o
crea el ejecutable circulo, que invocado por su nombre
$ ./circulo
Circulo.
Area de circulo radio 10: 314.160004
da el resultado mostrado.
Todo en un solo paso.
En programa con un único archivo fuente todo el proceso anterior puede hacerse en un solo paso:$ gcc -o circulo circulo.c
No se crea el archivo circulo.o; el código objeto intermedio se crea y destruye sin verlo el operador, pero el programa ejecutable aparece allí y funciona.
Es instructivo usar la opción -v de gcc para obtener un informe detallado de todos los pasos de compilación:
$ gcc -v -o circulo circulo.c
Enlace dinámico y estático.
Existen dos modos de realizar el enlace:- estático: los binarios de las funciones se incorporan al código binario de nuestro ejecutable.
- dinámico: el código de las funciones permanece en la biblioteca; nuestro ejecutable cargará en memoria la biblioteca y ejecutará la parte de código correspondiente en el momento de correr el programa.
El enlazado dinámico permite crear un ejecutable más chico, pero requiere disponible el acceso a las bibliotecas en el momento de correr el programa. El enlazado estático crea un programa autónomo, pero al precio de agrandar el tamaño del ejecutable binario.
Ejemplo de enlazado estático:
$ gcc -static -o circulo circulo.c
$ ls -l circulo
-rwxr-xr-x 1 victor victor 237321 ago 4 11:24 circulo
Si no se especifica -static el enlazado es dinámico por defecto.
Ejemplo de enlazado dinámico:
$ gcc -o circulo circulo.c
$ ls -l circulo
-rwxr-xr-x 1 victor victor 4828 ago 4 11:26 circulo
Notar la diferencia en tamaño del ejecutable compilado estática o dinámicamente. Los valores pueden diferir en algo de los mostrados; dependen de la plataforma y la versión del compilador.
El comando ldd muestra las dependencias de bibliotecas compartidas que tiene un ejecutable:
$ gcc -o circulo circulo.c
$ ldd circulo
libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x40017000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)
$ gcc -static -o circulo circulo.c
$ ldd circulo
statically linked (ELF)
La compilación estática no muestra ninguna dependencia de biblioteca.
Resumen.
Para producir un ejecutable con fuente de un solo archivo:$ gcc -o circulo circulo.c
Para crear un módulo objeto, con el mismo nombre del fuente y extensión .o:
$ gcc -c circulo.c
Para enlazar un módulos objeto:
$ gcc -o circulo circulo.o
Para enlazar los módulos objeto verde.o, azul.o, rojo.o, ya compilados separadamente, en el archivo ejecutable colores:
$ gcc -o colores verde.o azul.o rojo.o
Información adicional.
Sobre GCC:Sobre el depurador:
Sobre uso de info:
