[Linux]리눅스 컴파일

학교 강의를 복습하는 차원에서 작성하는 글입니다.
학부생 수준의 글이므로, 오류가 있을 수 있는 점 양해바람니다.

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기존 프로그래밍 환경

통합개발환경 IDE 

에디터 + 빌더 (= 컴파일러 + 링커) + 디버거

 

에디터 

소스 코드를 편집하는 용도로 사용

 

컴파일러 

소스 코드를 바이너리 코드로 변경한다.

리눅스 시스템에서는 gcc를 사용한다.

 

링커/로더

목적 파일들을 연결해서 실행 파일을 만든다.

리누긋 시스템에서는 ld를 사용한다.

 

디버거

한줄씩 실행 / 메모리 추적 등 디버깅에 사용한다.

 

Linux의 프로그래밍 환경

통합개발환경 IDE 

에디터 + 빌더 (= 컴파일러 + 링커) + 디버거

 

에디터는 따로 존재

gedit, xed, vim, vscode ...

 

컴파일러

gcc (GNU C Compiler -> GNU Compiler Collection) 이름 변경됨

 

링커

Id (GNU Linker)

 

디버거

gdb (GNU debugger)

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컴파일 및 실행 과정

1. Preprocessor

#define을 파일 내용으로 바꾸는 과정 , #include "a.c" => a.c 파일을 열어서 내용을 덮어씌워라.

Programmer가 소스 코드 작성함.

 

2. Compiler

Compile, C 소스 코드를 Assembly source code로 바꿔줌.

=> Assembly까지는 읽을 수 있는 텍스트 파일

 

3. Assembler

코드 내용을 전부 16진수(기계어)로 바꿔준다. 

역으로 Object code를 Assembly code로 바꿔줄 수 있다. 그러나 C로는 못 간다.

 

4. Archiver / Linker

컴파일을 빨리 하기 위해 작성해야 하는 코드들을 Object code로 만들고 묶어서, Library로 만들어둔다.

그걸 lInker가 하나의 실행 파일로 만든다.

 

5. Loader

제작된 파일을 메모리에 올린다.

 

==>

source code => (compiler) => Assembly source code => (Assembler) => object code (*.out) => (linker) => (loader) (*.elf)

* gcc 사용

gcc [options] source_files

[options]

-o : 실행파일을 만들 경우 실행 파일의 이름을 지정한다.

-c : 지정한 소스코드의 목적(Object) 파일을 만든다.

 

ex)

gcc -o hello.elf hello.c

=> hello.c 파일을 hello.elf 라는 실행 파일로 만든다.

 

gcc hello.c

=> a.out(기본 출력 파일), object 파일이 만들어진다.(목적 파일은 실행 되지 않는다.) 

 

컴파일 

큰 소스 코드가 있다고 할 때, 전체를 매번 컴파일 하기에는 시간이 많이 든다.

따라서, 새로 수정해서 추가 할 코드만 컴파일 하고, 나머지는 미리 Object Code로 만들어 둔다.

 

소스 코드를 컴파일 할때 오류가 있는 경우, gcc는 오류 메세지를 출력한다.

 

큰 규모의 프로그램은 여러 개의 소스 코드로 나누어서 작성하는 것이 일반적이다.

ex) gcc -o three one.c two.c

=> three 파일이 생성된다.

 

gcc main.c

=> Default로 a.out 파일이 main.c 컴파일 결과값이 된다.

 

gcc main.c -o main.elf

=> main.elf가 결과값. (중간에 main.o 라는 Object 파일이 있었다.)

 

gcc main.c printf.c scanf.c -o main.elf

=> main.c & printf.c & scanf.c => main.elf 가 됨(증분 컴파일)

 

gcc main.c -c

=> main.o 굳이 -c 옵션으로 목적 파일까지만 생성

 

gcc main.o printf.o scanf.o -o main.elf

=> 굳이 목적 파일에서 다시 실행파일 만듦

 

gcc main.c printf.o scanf.o -o main.elf

=> 목적 파일이랑 소스 코드 같이 실행 파일로 생성

 

*

gcc mian.c -c

gcc main.o printf.o scanf.o -o main.elf

=> 소스 코드 일부분만 수정 후 실행 파일 생성

 

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정적 링킹 VS 동적 링킹

정적 링킹(Static Linking)

 

static 라이브러리용 오브젝트 코드 생성

 

gcc --static -c -o printf.o printf.c

=> 목적 파일을 만들 때 --static 옵션을 주어서 최종적으로 static 라이브러리를 만듦, printf.o 생성

 

ar rc libinout.a printf.o scanf.o

=> libinout.a , static 라이브러리 확장자는 .a 이다. printf.o scanf.o 를 묶어서 Static 라이브러리 만듦

 

main.c 파일을 수정한 후, static 라이브러리와 실행파일 생성

gcc main.c -l inout -L. -o main.elf

=> 소문자 -l 로 라이브러리 inout , 대문자 -L 로 라이브러리 찾는다. 이를 통해 printf.o 와 scanf.o 를 우겨넣는다.

-L. => . 현재 위치에서 라이브러리를 찾는다.

동적 링킹(Dynamic Linking)

 

Dynamic 라이브러리용 오브젝트 코드 생성

 

gcc -o printf.o -shared -fPIC -c printf.c

=> printf.o 생성, Dynamic 라이브러리 용 옵션 -shared -fPIC 이다.

 

gcc -o libinout.so -shared -fPIC printf.o scanf.o

=> gcc 쓰되 -o 옵션 쓰고. -shared -fPIC + 앞에서 생성한 목적 파일

libinout.so 는 dynamic 라이브러리가 된다. dynamic 라이브러리 확장자는 .so 이다.

 

main.c 파일을 수정 후 dynamic 라이브러리와 실행파일 생성

gcc main.c -l inout -L. -o main.elf

=> 라이브러리와 실행 파일 생성은 정적 라이브러리와 동적 라이브러리 동일. 

단 동적 라이브러리의 경우 main.elf에 -l inout 정보가 담겨 있다. 그래서 실행할 때, 찾아서 가져다 써.

실행 파일 크기가 줄어든다.

 

Static Linking 으로 만들어진 실행파일 실행하는 경우

 

./main.elf

=> main.elf(main.o + libinout.a) 전체 다 리눅스 커널이 DISK로 부터 Memory로 복사함

 

Dynamic Linking 으로 만들어진 실행파일 실행하는 경우

 

./main.elf

=> main.elf를 일단 복사한뒤, memory에서 libinou.so를 가져와야 하는걸 알아차리면. 

DISK로부터 복사해온다. 이떄 기존 복사한 값이 있는 경우. Memory에서 그걸 사용한다.

 

==> 따라서, Static Linking 으로 만들어진 실행파일을 실행하는 경우. 

라이브러리가 중복되어도. 또 복사해 사용해야 하므로 메모리 낭비가 발생한다.

 

===> 리눅스 상에서는 우선 Dynamic Linking 실행하고 없으면, 그 다음에 Static Linking으로 해보고. 그래도 없으면 없다고 알려준다.

 

Static Library 제작과 사용

 

제작

gcc --static -c -o a.o a.c

gcc --sattic -c -o b.o b.c

gcc --sattic -c -o c.o c.c

ar rc library.a a.o b.o c.o

 

사용

-l 옵션으로 라이브러리 파일을 지정한다. (lib 과 .a는 빼고 지정)

라이브러리 위치는 -L로 지정한다. 현재 폴더 안에 경우 -L.

=> gcc main.c -l rary -L.

 

장점 : 파일 하나만으로 최종 결과물이 된다.

단점 : 메모리를 많이 잡아먹고, 전체 코드 크기가 커진다.

 

Dynamic Library 제작과 사용

 

제작

gcc -o library.so -shared -fPIC a.c b.c c.c

 

or

 

(증분 컴파일)

gcc -o a.o -shared -fPIC -c a.c

gcc -o b.o -shared -fPIC -c b.c

gcc -o c.o -shared -fPIC -c c.c

gcc -o library.so -shared -fPIC a.o b.o c.o 

 

사용

-l 옵션으로 라이브러리 파일을 지정, lib과 .so는 빼고 지정

라이브러리 위치는 -L로 지정. 현재 폴더 안은 -L.

=> gcc main.c -l rary -L.

 

장점 : 라이브러리만 수정하는 것이 가능, 전체 크기가 줄어든다.

단점 : 파일 여러 개가 필요하다. 실행 속도가 약간 줄어든다.