Стивен Прата - Язык программирования C. Лекции и упражнения (6-е изд.) 2015

Рис. 1.4. Компилятор и компоновщик

Короче говоря, объектный и исполняемый файлы состоят из команд на машинном языке. Однако объектный файл содержит только результат трансляции кода программы, а исполняемый файл — также машинный код использованных стандартных библиотечных подпрограмм и код запуска.

В некоторых системах компиляцию и компоновку программ нужно запускать отдельно. В других системах компилятор запускает компоновщик автоматически, так что вам остается только выдать команду на начало компиляции.

Предварительные сведения 41

Теперь рассмотрим несколько конкретных систем.

Операционная система Unix

Поскольку язык С появился и обрел популярность в системах Unix, мы начнем именно с этой операционной системы. (Обратите внимание: под “Unix” подразумеваются и такие системы, как FreeBSD, которая была создана на основе Unix, но не могла использовать это название по правовым причинам.)

Редактирование в системе Unix

Язык С в системе Unix не имеет собственного редактора. В этом случае применяется один из редакторов Unix общего назначения, например, einacs, jove, vi или текстовый редактор системы X Window System.

Вы отвечаете за выполнение двух процедур: корректный ввод кода программы с клавиатуры и выбор имени для файла, в котором будет храниться введенный код. Как обсуждалось ранее, это имя должно заканчиваться на .С. Обратите внимание, что система Unix различает прописные и строчные буквы. Поэтому budget, с, BUDGET.с и Budget.с — три разных допустимых имени исходных файлов, в то же время BUDGET. С таковым не является, т.к. в расширении .С используется прописная, а не строчная буква.

С помощью редактора vi мы подготовили приведенную ниже программу и сохранили ее в файле inform.с.

Приведенный текст представляет собой исходный код, a inform.с — исходный файл. Здесь важно отметить, что создание исходного файла — это начало процесса, но не его конец.

Компиляция в системе Unix

Наша программа, хотя и совершенна во всех других отношениях, она все же непонятна компьютеру. Компьютер не понимает таких выражений, как #include и printf. (На этой стадии, возможно, вы тоже не особо понимаете, однако у вас есть надежда вскоре узнать, что это такое, тогда как у компьютера нет никаких шансов.) Как отмечалось выше, мы нуждаемся в помощи компилятора при трансляции написанного кода (исходного кода) в код компьютера (машинный код). Результатом этих усилий будет исполняемый файл, который содержит весь машинный код, который необходим компьютеру для выполнения работы.

Исторически сложилось так, что компилятор Unix С, вызываемый командой сс, определил язык. Но он не шел наравне со стандартом разработки, поэтому от него отказались. Однако, как правило, системы Unix предоставляют компилятор С из какого-то другого источника, а затем превращают команду сс в псевдоним этого компилятора. Таким образом, можно по-прежнему использовать одну и ту же команду, хотя она и вызывает различные компиляторы в разных системах.

Чтобы скомпилировать программу inform, с, введите следующую команду:

сс inform.с

42 Глава 1

Спустя момент приглашение командной строки Unix отобразится снова, уведомляя о том, что дело сделано. Вы можете получить предупреждения или сообщения об ошибках, если программа написана неправильно, однако предположим, что все прошло удачно. (Если компилятор жалуется, что не понимает слова void, это означает, что данная система еще не имеет компилятора ANSI С. Более подробно о стандартах речь пойдет немного позже. Пока что просто удалите слово void из текста примера.) Если воспользоваться командой Is для вывода списка файлов, обнаружится новый файл с именем a.out (рис. 1.5). Это исполняемый файл, содержащий транслированную (или скомпилированную) программу. Чтобы запустить его, достаточно ввести

а. out

и в ответ будет выдано следующее сообщение:

Конструкция .с завершает имя файла с программой на С.

Если вы хотите сохранить исполняемый файл (a. out), то должны его переименовать. В противном случае он будет заменен новым файлом а. out при следующей компиляции программы.

Рис. 1.5. Подготовка программы на языке С в среде Unix

А что можно сказать об объектном коде? Компилятор создает файл объектного кода, имеющий то же базовое имя, что и исходный файл, но с расширением .о. В нашем примере файл объектного кода получает имя inform, о, но вы его не найдете, поскольку компоновщик удалит его, как только построение исполняемой программы будет завершено. Однако если первоначальная программа использует более одного исходного файла, файлы объектного кода будут сохранены. При последующем рассмотрении многофайловых программ вы убедитесь, что это была здравая идея.

Предварительные сведения 43

коллекция компиляторов GNU и проект LLVM

Проект GNU, запущенный в 1987 году, является проектом массового сотрудничества, в рамках которого было разработано множество бесплатных Unix-подобных программ. (GNU представляет собой аббревиатуру от “GNU’s Not Unix” (“GNU — это не Unix”).) Одно из его детищ — коллекция компиляторов GNU, или GCC, в число которых входит и компилятор GCC для языка С. Проект GCC пребывает в состоянии постоянной разработки, которая ведется под руководством координационного комитета, и в его компиляторе С точно отслеживаются изменения стандартов языка С. Версии GCC доступны для широкого множества аппаратных платформ и операционных систем, включая Unix, Linux и Windows. Компилятор GCC С может быть вызван командой gcc. При этом многие системы, использующие команду gcc, создадут для нее псевдоним сс.

Проект LLVM предоставляет еще одну замену для команды сс. Этот проект представляет собой коллекцию связанного с компилятором программного обеспечения с открытым кодом, разработка которого началась в 2000 году с исследовательского проекта в Иллинойском Университете. Его компилятор Clang выполняет обработку кода С и может быть вызван с помощью команды clang. Доступный на нескольких платформах, включая Linux, в конце 2012 года Clang стал стандартным компилятором системы FreeBSD. Как и GCC, в компиляторе Clang достаточно оперативно отслеживаются изменения в стандарте С.

Оба компилятора принимают флаг -v для отображения информации о версии, поэтому в системах, использующих псевдоним сс для команды gcc или clang, следующая команда отображает сведения об используемом компиляторе и его версии:

СС -V

В зависимости от версии, как gcc, так и clang могут требовать указания параметров времени выполнения для вызова более новых стандартов С:

gcc -std=c99 inform.с

gcc -std=clx inform.с

gcc -std=c11 inform.с

Первый пример вызывает стандарт С99, второй — черновой стандарт С11 для версий GCC, разработанных до принятия стандарта, а третий — стандарт С11 для версий GCC, которые были разработаны после его принятия. В компиляторе Clang применяются те же самые флаги.