Unix Linux, gcc g++, make cmake, 傻傻分不清

2019-03-22

经常被各种名词搞得头昏脑涨，虽然也没有什么大的影响，但有不清楚不了解的地方总觉得十分烦躁，干脆简单总结一下好了.

1. Unix、Linux、GNU、FSF的历史

1965年，Bell、MIT和GE共同发起Multics项目，想要开发一个强大的分时操作系统，但最终失败，Bell退出项目。
之后，贝尔实验室的Ken Thompson受multics的启发，希望开发一个小的操作系统供自己使用，于是以汇编语言写出一套内核程序，Unics
虽然Unics很好用，但由于是根据汇编语言写成的，安装到不同架构的机器都需要重构，于是后来Thompson和Ritchie合作，以C语言重写Unics内核，从而诞生了Unix,是的Unix容易被移植到不用的机器上。（其中x就是cross的略写，跨平台的意思）
Unix具有高度可移植性和强大的性能，但几年后版权意识渐强，逐步商业化，并不可对学生提供源码。为了教授操作系统，，1984年Andrew Stuart Tanenbaum教授便自己写了一个叫Minix的Unix-like系统。
1984年，Stallman发起了GNU项目，这个项目的目的是创建一个自由开放的UNIX操作系统，之后又创立的自由软件基金会FSF。著名的C语言编译程序GNU C Compiler(GCC)也在这里诞生。此外还编写了可以被调用的C函数库GNU C Library,以及可以被用来操作操作系统的基本接口bash shell.
为避免GNU所开发的自由软件被他人利用而成为专利软件，诞生了有名的通用公共许可证GPL，General public license. 但此时这些自由软件仍然只能工作在被授权的UNIX系统上。
到1991年，芬兰赫尔辛基大学的学生Linus基于Minix、GCC、Bash等工具写了一个小小的内核程序，也就是Linux。但不同于Minix系统就是为当做教学用具而生的，Linux则是向一个实用的操作系统发展。很多人一起为Linux写了无数行的代码，最终让它成为了一个使用很广泛的系统。

总的来说，Linux兼容Unix系统的很多东西，但二者的不同之处也一点不少。Unix其实在很多程度上就是一个商标，现在经过认证了的真·Unix系统大概也只有Solaris了，像FreeBSD、Linux、Darwin（MacOS的底层系统）都只是类Unix，即类似Unix的系统（参考）。

2. gcc,g++

首先看一下程序的编译过程

在Unix系统上,从源文件到目标文件的转化是由编译器驱动程序完成的:

unix>gcc -o hello hello.c

执行这四个阶段的程序(预处理器、编译器、汇编器、链接器)一起构成了编译系统(compilation system).

预处理阶段：在C语言的语法中，就是将#include所指向的一些文件，包那些写入到程序文本中，然后形成一个.i为后缀的文件；
编译阶段：编译器(ccl)将文本文件hello.i翻译成文本文件hello.s,它包含一个汇编语言程序.
汇编阶段：汇编器as将hello.s翻译成机器语言指令，并将指令打包成为一种叫做可重定位目标程序（relocatable object program）的格式，并将结果保存在hello.o中。 hello.o是一个二进制文件，它的字节编码是机器语言指令而不是字符。
链接阶段：printf函数存在于一个名为printf.o的单独的预编译好了的目标文件中，链接器ld负责合并printf.o和hello.o文件。结果就得到了hello文件，他是一个可执行目标文件，可以被加载到内存中由系统执行.

之前提到gcc(GNU C Compiler)诞生于GNU，是一个c语言的编译程序，但如今它可以编译很多种编程语言（括C、C++、Objective-C、Fortran、Java等等）。

之前一直以为gcc和g++是一样的，但在尝试用GCC编译cpp文件的时候，结果却报错了，如果按照C语言的写法是没问题的。

1	undefined reference to `std::cout'

所以这里需要纠正一下之前的说法：

GCC:GNU Compiler Collection(GUN 编译器集合)，它可以编译C、C++、JAV、Fortran、Pascal、Object-C、Ada等语言。
gcc是GCC中的GUN C Compiler（C 编译器）
g++是GCC中的GUN C++ Compiler（C++编译器）

GCC原名GNU C Compiler, 原本只能处理C语言，但由于很快的发展，变得可以处理多种语言，于是也就改名称为GNU Compiler Colletion, 同样简称GCC（哎，令人头痛）

一个有趣的事实就是，就本质而言，gcc和g++并不是编译器，也不是编译器的集合，它们只是一种驱动器，根据参数中要编译的文件的类型，调用对应的GUN编译器而已，比如，用gcc编译一个c文件的话，会有以下几个步骤：

Step1：Call a preprocessor, like cpp.

Step2：Call an actual compiler, like cc or cc1.

Step3：Call an assembler, like as.

Step4：Call a linker, like ld

由于编译器是可以更换的，所以gcc不仅仅可以编译C文件

所以，更准确的说法是：gcc调用了C compiler，而g++调用了C++ compiler

以上四步正好对应了上图中程序编译的四步。

gcc和g++的主要区别

对于 .c和.cpp文件，gcc分别当做c和cpp文件编译（c和cpp的语法强度是不一样的）

对于 .c和.cpp文件，g++则统一当做cpp文件编译

使用g++编译文件时，g++会自动链接标准库STL，而gcc不会自动链接STL

gcc在编译C文件时，可使用的预定义宏是比较少的

在用gcc编译c++文件时，为了能够使用STL，需要加参数 –lstdc++ ，但这并不代表 gcc –lstdc++ 和 g++等价，它们的区别不仅仅是这个.
gcc在编译cpp文件时/g++在编译c文件和cpp文件时（这时候gcc和g++调用的都是cpp文件的编译器），会加入一些额外的宏，这些宏如下：
1
2
3
4
5
6
7
>#define __GXX_WEAK__ 1
>#define __cplusplus 1
>#define __DEPRECATED 1
>#define __GNUG__ 4
>#define __EXCEPTIONS 1
>#define __private_extern__ extern
>

3. make,makefile和cmake

这几个的关系也一度让我头疼，好已有DL给出了不错的解答，搬运一下放在这里

作者：辉常哥
链接：https://www.zhihu.com/question/27455963/answer/89770919
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

gcc是GNU Compiler Collection（就是GNU编译器套件），也可以简单认为是编译器，它可以编译很多种编程语言（括C、C++、Objective-C、Fortran、Java等等）。
当你的程序只有一个源文件时，直接就可以用gcc命令编译它。
但是当你的程序包含很多个源文件时，用gcc命令逐个去编译时，你就很容易混乱而且工作量大
所以出现了make工具make工具可以看成是一个智能的批处理工具，它本身并没有编译和链接的功能，而是用类似于批处理的方式—通过调用makefile文件中用户指定的命令来进行编译和链接的。
makefile是什么？简单的说就像一首歌的乐谱，make工具就像指挥家，指挥家根据乐谱指挥整个乐团怎么样演奏，make工具就根据makefile中的命令进行编译和链接的。
makefile命令中就包含了调用gcc（也可以是别的编译器）去编译某个源文件的命令。
makefile在一些简单的工程完全可以人工手下，但是当工程非常大的时候，手写makefile也是非常麻烦的，如果换了个平台makefile又要重新修改。
这时候就出现了Cmake这个工具，cmake就可以更加简单的生成makefile文件给上面那个make用。当然cmake还有其他功能，就是可以跨平台生成对应平台能用的makefile，你不用再自己去修改了。
可是cmake根据什么生成makefile呢？它又要根据一个叫CMakeLists.txt文件（学名：组态档）去生成makefile。
到最后CMakeLists.txt文件谁写啊？亲，是你自己手写的。
11.当然如果你用IDE，类似VS这些一般它都能帮你弄好了，你只需要按一下那个三角形