GCC在哪里找到printf？我的代碼在沒有任何#include的情況下作業-有解無憂

我是一個 C 初學者，所以我試圖破解這些東西。

我閱讀stdio.h并找到了這一行： extern int printf (const char *__restrict __format, ...);

所以我寫了這段代碼，但我不知道它為什么會起作用。

代碼：

extern int printf (const char *__restrict __format, ...);

main()
{
    printf("Hello, World!\n");
}

輸出：

sh-5.1$ ./a.out 
Hello, World!
sh-5.1$

哪里GCC找的功能printf？它也適用于其他編譯器。我是 C 的初學者，我覺得這很奇怪。

uj5u.com熱心網友回復：

默認情況下，gcc 會將您的程式與libc實作的 c 庫鏈接printf：

$ ldd ./a.out
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffd5d7d3000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fdf2d307000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fdf2d4f0000)

$ nm -D /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 | grep ' printf' | head -1
0000000000056cf0 T printf@@GLIBC_2.2.5

如果您使用自己構建程式，-nolibc則必須自己滿足一些符號（請參閱 Compiling without libc）：

$ gcc -nolibc ./1.c 
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../x86_64-linux-gnu/Scrt1.o: in function `_start':
(.text 0x12): undefined reference to `__libc_csu_fini'
/usr/bin/ld: (.text 0x19): undefined reference to `__libc_csu_init'
/usr/bin/ld: (.text 0x26): undefined reference to `__libc_start_main'
/usr/bin/ld: /tmp/user/1000/ccCFGFhf.o: in function `main':
1.c:(.text 0xc): undefined reference to `puts'
collect2: error: ld returned 1 exit status

uj5u.com熱心網友回復：

您需要了解程式編譯的編譯和鏈接階段之間的區別。

在編譯階段，您向編譯器描述您打算呼叫的可能在此檔案、其他檔案或庫中的各種內容。這是使用函式宣告完成的。

 int woodle(char*);

例如。這就是頭檔案充滿的東西。

如果函式在同一個檔案中，那么編譯器將在編譯該檔案時確定如何呼叫它。但是對于其他功能，它會在生成的代碼中留下一條注釋，上面寫著

please wire up the woodle function here so I can call it.

通常稱為 animport并且您可以使用一些工具來查看目標檔案中的匯入 - 名稱取決于平臺和工具集

聯結器的作業是找到這些匯入并解決它們。它將查看在命令列上傳遞的物件檔案、命令列中包含的庫以及 c 標準所說的所有程式都應該使用的標準庫。

在您的printf情況下，聯結器printf在聯結器自動包含的 c 標準庫中找到。

順便說一句 - 聯結器從物件和庫中查找“匯出”，也有工具可以查看這些。聯結器的作業是將每個“匯入”與“匯出”匹配

uj5u.com熱心網友回復：

您的程式在沒有頭檔案的情況下編譯意味著編譯器設定是寬松的。不過，您仍然應該收到警告。您的程式鏈接的原因是包含函式代碼的 C 標準庫printf是自動鏈接的。幾乎每個 C 程式都需要它，因為輸入和輸出，或者通常與該庫處理的外圍設備的互動，是生成“副作用”的一般手段，即程式外部的效果。相反的情況是如此罕見，以至于人們必須明確表示不想與之聯系。

那么，為什么您的編譯器會接受對尚未宣告的函式的呼叫呢？

C 出現在程式更小，軟體開發作為一門工程學科還沒有正式存在的時候：

四年后[即 1978 年]，作為一名初級教員，我試圖讓我的同事 [...] 創建一個計算機科學本科學位。一位面目猙獰的高級機械工程師肯定不是嗤之以鼻：哈佛從來沒有提供過汽車科學的學位，我們為什么要開設計算機科學的學位？我等到獲得終身教職后，才在 1982年再次嘗試（并取得了成功）。—— Harry R. Lewis

那是在 Denis Ritchie 開始開發這種多功能的新編程語言（B 的繼任者）之后大約 10 年。當時創建和維護大型程式所涉及的問題根本不像現在那么緊迫，也沒有那么容易理解，也許，今天。

在今天幫助我們的許多事情中，至少在大多數編譯語言中，強型別是強型別。我們使用的每個識別符號都用靜態型別宣告。但其重要性和好處在 1970 年代并不那么明顯，早期的 C 允許隨意混合和匹配整數和指標。都是數字，對吧？而函式只是跳轉地址的名稱，對吧？用戶將知道將什么放入堆疊，并且該函式將從堆疊中讀取它——我真的不認為這里有問題;-)。這種態度給我們帶來了類似的功能printf()。

在這個階段設定之后，我們正在慢慢進入重點。因為函式只是一個跳轉地址，所以不需要函式宣告來呼叫它。 假定的引數是您提供的，假定的回傳型別默認為 int，這通常是正確的，或者至少沒有受到傷害。并且很長一段時間 C 保持這種向后兼容性。我認為 C99 標準禁止使用未宣告的識別符號，C11 和 C21 的標準草案都說：

識別符號是主要運算式，前提是它已被宣告為指定一個物件（在這種情況下它是一個左值）或一個函式（在這種情況下它是一個函式指示符）⁹¹

腳注 91 說“因此，未宣告的識別符號違反了語法。” （我所有的重點。）

我嘗試過的所有編譯器都編譯它（帶有警告），也許是因為一些仍然經常編譯的古老代碼依賴于它。

uj5u.com熱心網友回復：

首先，了解gcc程式是什么。從技術上講，它不是編譯器，而是編譯器驅動程式。編譯器驅動程式負責驅動執行編譯相關任務的各種其他工具。一些工具位于中PATH，而其他工具位于內部編譯器目錄中。

有多種方法可以檢查驅動程式在做什么。我不會詳細介紹我是如何制作這篇文章的其余部分的，但簡要介紹一下：

strace -f -e %process gcc是一種特定于 Linux 的顯示所有已執行程式的方式（在此答案的其他地方，我在指定詳細資訊時假設使用 Linux，但這并不重要）
gcc -v將轉儲各種資訊，但您必須了解哪些部分對您所做的任何事情實際上很重要。
存在一個“規范”檔案，它控制驅動程式執行的一些與引數相關的內容

現在來看實際資料：

這是gcc可能執行的行程樹：

gcc，“驅動程式”（輸入各種，輸出各種。一些引數由驅動程式本身處理，但大多數傳遞給各種子行程）
- （這些對每個輸入檔案重復。如果-pipe通過，則省略臨時檔案并并行運行行程；如果--save-temps通過，則保留中間檔案）：
  - cc1 -E -lang-asm，匯編代碼的“前處理器”（輸入.S、輸出.s——是的，大小寫很重要。僅當您嘗試編譯需要預處理的單獨 ASM 檔案時才相關）
  - cc1 -E, C 代碼的“前處理器” （輸入.c；輸出通過，司機在此之后停止）.i-fno-integrated-cppcppPATH-E
  - cc1，正確的“編譯器”（輸入（通常）.c或（很少）.i；輸出.s。如果-S通過，則驅動程式在此之后停止；如果-fsyntax-only通過，則此階段甚至沒有完成）
  - （對于其他語言，請替換cc1為cc1plus, cc1d, cc1obj, f951,gnat1等。請注意，不同的驅動程式如g ,gdc等僅影響默認鏈接的額外庫）
  - as，“匯編程式”（輸入.s；輸出.o。這是在中查找的PATH；它是作為 Binutils 的一部分提供的，而不是 GCC。如果-c通過，驅動程式將在此處停止）
- collect2，“聯結器”包裝器（假設這與建構式有關，并且可能呼叫ld兩次，但實際上我從未見過它。只需將其視為將所有引數轉發給ld，即使您通常有建構式）
  - ld，正確的“聯結器”（輸入.o或其他（假設是庫）；輸出可執行檔案或共享庫。就像as，這實際上是 Binutils 的一部分，而不是 GCC，因此在中查找PATH）

驅動程式有很多邏輯，所以使用它很重要。值得注意的是，您永遠不應該呼叫asorld自己，因為這將忽略依賴于驅動程式對“確切當前平臺”的感覺的引數。

現在，解決您的具體問題：

忽略不相關的引數并簡化路徑，ld呼叫最終看起來像：

ld -o foo Scrt1.o crti.o crtbeginS.o foo.o -lgcc -lgcc_s -lc -lgcc -lgcc_s crtendS.o crtn.o

各種“crt”松散物件檔案是 GLIBC 和 GCC 的一部分，需要支持 C 運行時（注意還有其他的；它們的鏈接取決于引數）。gcc和gcc_s庫是在平臺上運行代碼所必需的；它們被重復是因為它們依賴于c也依賴它們的庫。

Since -lc is passed by default (regardless of language), the printf symbol can be resolved. Notably, -lm, -lrt, -lpthread and others are not passed by default, so other symbols from differents parts of the C library will not be resolved unless you pass them manually.

All of this is completely independent of what headers are included.

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標籤：C

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