Linux编译运行

在Linux操作环境中，程序的编译和运行是软件开发的基础环节。本知识点将详细介绍Linux环境下，如何使用各种常用编译器来编译和执行串行程序以及并行程序，并简要介绍Makefile工具的使用方法。通过对本知识点的学习，读者将能够快速掌握Linux环境下程序编译与运行的基本操作。 要介绍的是Linux下常用的编译器。GNU编译器（GCC）是由GNU项目开发的一套编程语言编译器，它支持C、C++、Fortran等多种编程语言的编译，而且是大多数类Unix系统和苹果电脑MacOSX的标准编译器。在Linux下，GCC编译器的调用命令分别是gcc、g++、gfortran和gfortran分别用于编译C、C++、Fortran77以及Fortran90/95语言程序。 接着是Intel编译器，它是Intel公司发布的一款针对x86平台的编译器产品，其编译器调用命令为icc、icpc、ifort和ifort，同样支持C、C++和Fortran语言。Intel编译器对Intel处理器进行了优化，因此在性能上表现尤为突出，其编译后的程序在其他x86平台上也能保持良好的性能。 PGI编译器（The Portland Group）也是一款性能强劲的编译器，支持C、C++、Fortran语言，以及CUDA Fortran。PGI编译器还支持HPF（High Performance Fortran，Fortran90的并行扩展）。其编译器调用名称分别为pgcc、pgCC、pgf77、pghpf和pgf90/pgf95。PGI编译器已被NVIDIA收购。 除了上述提到的编译器，Linux下还存在其他一些编译器，例如Open64、PathScale和EKOPath等，这些编译器也支持C、C++、Fortran77/90/95等语言。 接下来，我们将介绍程序编译的基本流程。在Linux中，程序编译过程通常包括以下几个步骤： 1. 源文件（.c、.cpp、.cc、.cxx、.c++ 等）：开发者编写的源代码文件。 2. 预处理：处理源代码中的预处理指令。 3. 编译：将预处理后的源代码编译成目标文件（.o）。 4. 链接：将一个或多个目标文件链接成最终的可执行文件（.out 或 .exe）。 源代码的文件后缀名需保持统一规范，以方便编译器识别。如C语言源文件一般后缀为.c，C++为.cpp，Fortran77为.f或.for，Fortran90/95为.f90等。 以C语言编写的程序为例，一个最简单的程序源文件hello.c内容如下： #include <stdio.h> int main() { printf("Hello World.\n"); return 0; } 通过gcc命令来编译该源文件，假设源文件位于当前目录下，命令为： $ gcc hello.c 如果hello.c不在当前目录下，则需要输入其路径，例如： $ gcc /home/user/hello.c 编译成功后，默认情况下，会在当前目录下生成名为a.out的可执行文件。也可以在gcc命令中指定输出的可执行文件名称，例如： $ gcc hello.c -o myprog 之后，可以通过多种方法运行这个程序： 1. 直接输入相对路径或绝对路径来运行可执行文件： $ ./a.out // 使用相对路径运行当前目录下的可执行文件 $ /home/test/a.out // 使用绝对路径运行指定目录下的可执行文件 2. 如果可执行文件所在的目录已经加入了PATH环境变量中，那么可以直接通过可执行文件名来运行程序： $ export PATH=$PATH:/home/test $ a.out Makefile是一种管理项目编译的工具文件，它通过编写一组规则来指定如何编译和链接程序。Makefile包含了对源文件编译的规则、目标、依赖关系等信息，并且能够自动决定哪些文件需要重新编译。Makefile的编写需要遵循一定的语法规则，并且通常包含以下几个关键字：target（目标文件）、prerequisites（依赖文件）、recipe（编译命令）等。Makefile的编写和使用，可以大幅度提高编译大型项目时的效率和准确性。 对于并行程序，比如使用OpenMP或MPI（Message Passing Interface）编写的程序，编译过程基本与串行程序类似，但需要在编译命令中加入特定的编译选项。例如，对于OpenMP并行程序的编译，gcc命令需要加入-fopenmp选项，而MPI并行程序则通常需要使用mpicc、mpic++、mpifort等命令进行编译。 总结来说，Linux下的程序编译与运行涉及到了选择合适的编译器、理解编译流程、掌握编译命令和选项以及熟悉Makefile的使用。通过本知识点的介绍，希望能够帮助读者在Linux环境中进行高效的程序开发。