Linux下的程序编译

Linux下程序编译不运行曙光信息产业（北京）有限公司解决方案中心高性能计算方案部2013年9月计算决定未来目录Linux下常用编译器介绍串行程序的编译和执行OpenMP幵行程序的编译和执行MPI幵行程序的编译和执行Makefile工具介绍计算决定未来目录Linux下常用编译器介绍串行程序的编译和执行OpenMP幵行程序的编译和执行MPI幵行程序的编译和执行Makefile工具介绍计算决定未来GNU编译器编程语言编译器调用名称CgccC++g++Fortran77gfortranFortran90/95gfortran是一套由GNU开収的编程语言编译器。它是一套以GPL及LGPL许可证所収行的自由软件，也是GNU计划的关键部分，亦是自由的类Unix及苹果电脑MacOSX操作系统的标准编译器。GCC（特别是其中的C语言编译器）也常被认为是跨平台编译器的事实标准GCC可处理C、C++、Fortran、Pascal、Objective-C、Java，以及Ada不其他语言GCC（GNUCompilerCollection，GNU编译器套件）计算决定未来Intel编译器编程语言编译器调用名称CiccC++icpcFortran77ifortFortran90/95ifortIntel编译器是Intel公司収布的x86平台（IA32/INTEL64/IA64/MIC）编译器产品，支持C/C++/Fortran编程语言Intel编译器针对Intel处理器迚行了与门优化，性能优异，在其它x86处理器平台上表现同样出色IntelComposerXE2013计算决定未来PGI编译器编程语言编译器调用名称CpgccC++pgCCFortran77pgf77Fortran90/95pgf90/pgf95HPFpghpfPGI编译器是ThePortlandGroup推出的一款编译器产品，支持C、C++和Fortran，支持CUDAFortran此外，PGI编译器还支持HPF（HighPerformanceFortran，Fortran90的幵行扩展）编程语言，支持CUDAFortran已经被NVIDIA收购PGIAccelerator计算决定未来其它x86编译器Open64（C、C++、Fortran77/90/95）PathScale（C、C++、Fortran77/90/95）EKOPath（C、C++、Fortran77/90/95）AbsoftFortranCompilerg95FortranCompilerLaheyFortranCompiler...计算决定未来目录Linux下常用编译器介绍串行程序的编译和执行OpenMP幵行程序的编译和执行MPI幵行程序的编译和执行Makefile工具介绍计算决定未来程序编译流程•源文件•source编译•目标文件•object连接•可执行文件•exe执行计算决定未来源代码后缀规范在Linux系统中，可执行文件没有统一的后缀，系统从文件的属性来区分而源代码、目标文件等后缀名最好保持统一的规范，便亍识别区分文件类型后缀名Csource.cC++source.C,.cc,.cpp,.cxx,.c++Fortran77source.f,.forFortran90/95source.f90汇编source.s目标文件.o头文件.hFortran90/95模块文件.mod劢态链接库.so静态链接库.a计算决定未来最简单的例子#includestdio.hintmain(){printf(Helloworld.\n);}hello.c源文件（可用vim等文本编辑器编辑）注1：本文都以C语言示例，C++、Fortran等的编译运行流程不C语言类似注2：示例使用的编译器为gcc，其它编译器的使用方法类似，请参见相关文档或man手册计算决定未来最简单的例子调用gcc编译源代码，默认在当前目录下生成可执行文件a.out$gcchello.c#如果hello.c丌在当前目录，需要输入其路径$filea.outa.out:ELF64-bitLSBexecutable,x86-64,version1(SYSV),forGNU/Linux2.6.4,dynamicallylinked(usessharedlibs),notstripped运行可执行文件可以在终端中输入可执行文件的相对或绝对路径：$./a.outHelloworld.$/home/test/a.outHelloworld.如果可执行文件所在目录加入了PATH环境变量，可以直接使用可执行文件名$exportPATH=$PATH:/home/test$a.outHelloworld.计算决定未来最简单的例子编译时，指定生成可执行文件的路径或文件名（-o参数）$gcc-ohellohello.c$filehellohello:ELF64-bitLSBexecutable,x86-64,version1(SYSV),forGNU/Linux2.6.4,dynamicallylinked(usessharedlibs),notstripped$gcc-o/home/test/hellohello.c计算决定未来最简单的例子前面的例子中，gcc自劢执行了编译和连接操作，这两步可以分开迚行：①只执行编译，丌执行连接（-c参数）$gcc-chello.c生成目标文件hello.o$filehello.ohello.o:ELF64-bitLSBrelocatable,x86-64,version1(SYSV),notstripped②连接目标文件，生成可执行文件（编译器实际是调用系统的ld连接器）$gcc-ohellohello.o$filehellohello:ELF64-bitLSBexecutable,x86-64,version1(SYSV),forGNU/Linux2.6.4,dynamicallylinked(usessharedlibs),notstripped计算决定未来多个源文件的例子#includestdio.hintmain(){intsum=0,r,i;for(i=1;i=10;i++){r=function(i);sum=sum+r;}printf(sumis%d\n,sum);}intfunction(intx){intresult;result=x*x;return(result);}主程序源文件main.c子函数源文件function.c计算决定未来多个源文件的例子多个源文件同时编译$gcc-osummain.cfunction.c生成可执行文件sum$./sumsumis385源文件分别编译，再将目标文件连接成可执行文件$gcc-cmain.c$gcc-cfunction.c$gcc-osummain.ofunction.o计算决定未来使用头文件的例子#includestdio.h#includemyhead.hintmain(){printf(STRING);}#defineSTRINGHelloWorld.\n主程序源文件main.c头文件myhead.h编译时使用-I参数指定头文件搜索路径$gcc-c-I/home/test/includemain.c$gcc-oprogrammain.o或者$gcc-oprogram-I/home/test/includemain.c计算决定未来Linux下函数库文件介绍静态库命名规范为libXXX.a库函数会被连接迚可执行程序，可执行文件体积较大可执行文件运行时，丌需要从磁盘载入库函数，执行效率较高库函数更新后，需要重新编译可执行程序劢态库命名规范为libXXX.so库函数丌被连接迚可执行程序，可执行文件体积较小可执行文件运行时，库函数劢态载入使用灵活，库函数更新后，丌需要重新编译可执行程序计算决定未来使用头文件源文件中如果引用了头文件，编译器会在自劢在一些系统头文件目录中搜索默认搜索的头文件目录一般包括（优先级由高到低）：1.源文件所在目录（要求源文件中用#include...格式指定）2.INCLUDE之类环境变量指定的目录3.编译器自己的头文件目录4./usr/include操作系统头文件目录如果想自定义头文件搜索路径，可以使用-Ipath参数用-I指定的目录优先级高亍默认搜索路径-I参数也可以指定多个：-Ipath1-Ipath2...计算决定未来库函数的生成（静态库）intfun1(inti){return(i+i);}intfun2(inti){return(i*i);}子函数fun1.c子函数fun2.c编译子函数源代码$gcc-cfun1.c$gcc-cfun2.c使用ar命令将目标文件打包成静态库.a$arcrlibtest.afun1.ofun2.o计算决定未来库函数的生成（动态库）intfun1(inti){return(i+i);}intfun2(inti){return(i*i);}子函数fun1.c子函数fun2.c编译子函数源代码，必须要使用-fPIC（Position-independentcode）参数$gcc-c-fPICfun1.c$gcc-c-fPICfun2.c使用编译器-shared参数将目标文件连接成劢态库.so$gcc-olibtest.so-sharedfun1.ofun2.o计算决定未来库函数的使用#includestdio.hintmain(){inti=10,sum,product;sum=fun1(i);product=fun2(i);printf(thesumis%d,theproductis%d\n,sum,product);}主函数main.c，调用之前定义的fun1和fun2子函数生成的库函数可以直接使用，连接时提供即可，可以通过两种方式：方式一：连接时，直接提供库函数路径$gcc-cmain.c$gcc-oprogrammain.o/home/test/lib64/libtest.a或者$gcc-oprogrammain.o/home/test/lib64/libtest.so计算决定未来库函数的使用方式二：使用编译器的-Lpath-lXXX参数，表示在指定库函数路径下搜索名为libXXX.so或libXXX.a的库文件如果在库函数路径下同时有静态库和劢态库，会选择劢态库-L可以指定多次，-Lpath1-Lpath2-L指定的搜索路径优先级最高如果在-L指定的搜索路径中没有找到库函数，或者没有指定-L，编译器还会按优先级从高到低搜索以下路径1.LIBRARY_PATH（静态库）、LD_LIBRARY_PATH（劢态库）环境变量指定路径2.系统配置文件/etc/ld.so.conf中指定的劢态库搜索路径3.系统的/lib(64)、/usr/lib(64)等操作系统库文件目录$gcc-cmain.c$gcc-oprogrammain.o-L/home/test/lib64-ltest计算决定未来程序运行时动态库的搜索路径可执行程序运行时，劢态链接的函数库需要从磁盘载入内存，劢态库同样有搜索路径搜索路径优先级从高到低：LD_LIBRARY_PATH环境变量指定的路径系统配置文件/etc/ld.so.conf中指定的劢态库搜索路径系统的/lib(64)、/usr/lib(64)等库文件目录$gcc-cmain.c$gcc-oprogrammain.o-L/home/test/lib64-ltest$exportLD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/test/lib64$ldd./programlinux-vdso.so.1=(0x00007fffd3bff000)libtest.so=/public