Xuliang Zhu
你走进一家女仆咖啡厅，点一个蛋包饭套餐。你点菜以后，女仆会帮你勾选菜单，后厨开始清洗食材，烹饪，最后女仆把所有菜一起装盘端上桌，并释放让食物变得好吃的魔法。
就好像是我们把C++高级语言，转换成二进制的可执行文件，要经过预处理、编译、汇编、链接。
准备工作目录并启动Docker
git clone https://gitlab.com/darkshine-knowledge-base/2024-winter-software-tutorial.git cd 2024-winter-software-tutorial/playground cp -r ../examples/day1_compilation_and_cmake/template/* . # 其中dp.C和dp.h文件由dp->MakeClass()自动产生 docker run -ti --rm -v ${PWD}:/tmp/playground -w /tmp/playground \ ykrsama/darkshine-simulation bash --login
读一读dp.h和dp.C两个文件。键盘输入gd可跳转到定义，Ctrl+O返回。
产生一些ntuple，备用：
source ~/dss.sh DSimu -b 100 && DAna -c config.txt
如图加入一些代码。（键盘输入=G修正缩进。:wq保存退出。）
编译、运行
g++ -Wall dp.C -std=c++17 -I/opt/root/include -L/opt/root/lib -lCore -lRIO -lTree -o dp # 或者 g++ -Wall dp.C $(root-config --cflags) $(root-config --libs) -o dp ./dp
常用编译选项
-Wall : '输出所有编译警告' -std=<c++xx> : '选择C++标准的版本' -I<Path> : '添加头文件搜索路径（#include 中的文件）' -L<Path> : '添加库文件搜索路径（.so二进制文件）' -l<Name> : '链接libName.so库' -o <File> : '指定输出文件' -g : '添加调试符号' -O<x> : '0 = 无优化, 1-2 = 优化, 3 = 高优化（更大的二进制文件), g = 为调试优化' -E/-S/-c : '停止在预处理/编译/汇编'
C++编译流程
预处理 : 'cpp / g++ -E 处理 # 开头的指令(macro, include)，进行了宏替换、头文件展开。' 编译、汇编 : 'g++ -S, g++ -c 编译：把C++代码成汇编代码。汇编：产生二进制的机器代码。' 链接 : 'ld / g++ 把多个二进制文件合成库、可执行文件。'
可执行与可链接格式
ELF头 :'它包含了关于整个文件的基本信息， 比如文件是可执行文件、共享库还是目标文件， 以及它的架构类型（比如是32位还是64位）。' 程序头表 :'内存段信息， 告诉操作系统如何将程序加载到内存中。' .text :'可执行指令，只读。' .rodata :'只读数据，比如字符串常量和其他常量数据。' .data :'可读写的数据，比如全局变量和静态变量。' 节头表 :'重定位需要的数据，在链接时使用， 在程序运行时通常不是必需的。'
程序的内存模型 (little-endian)
High Addresses ---> .----------------------. | Environment | |----------------------| | | Functions and variable are declared | STACK | on the stack. base pointer -> | - - - - - - - - - - -| | | | | v | : : . . The stack grows down into unused space . Empty . while the heap grows up. . . . . (other memory maps do occur here, such . . as dynamic libraries, and different memory : : allocate) | ^ | | | | brk point -> | - - - - - - - - - - -| Dynamic memory is declared on the heap | HEAP | | | |----------------------| | BSS | Uninitialized data (BSS) |----------------------| | Data | Initialized data (DS) |----------------------| | Text | Binary code Low Addresses ----> '----------------------'
能不能更智能地编译软件？
CMake - 跨平台的软件构建、测试、打包自动化系统
打开CLion，打开Project： 2024-winter-software-tutorial/playground
设置CMake Toolchain、生成CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.16) project(playground) set(CMAKE_CXX_STANDARD 17) find_package(ROOT REQUIRED) include_directories(${ROOT_INCLUDE_DIRS}) # -I link_directories(${ROOT_LIBRARY_DIR}) # -L link_libraries(${ROOT_LIBRARIES}) # -l message(STATUS "ROOT include dir: " ${ROOT_INCLUDE_DIRS}) message(STATUS "ROOT lib dir: " ${ROOT_LIBRARY_DIR}) include_directories(.) add_executable(dp dp.C)
然后 Reset Cache and Reload Project、指定Working directory、
编译运行
mkdir build cd build # 目录树类似: '├── build └── source ├── CMakeLists.txt ├── include └── src ' cmake ../source # cmake -D<选项> <含有CMake project的路径> make -j$(nproc) # 使用nproc个cpu编译 # 或 cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=../install ../source make install -j$(nproc) # 使用nproc个cpu编译
现有一个Project CutTool，包含一个可执行文件和一个共享函数库，能被其他项目调用。
# 从playground目录开始 docker run -ti --rm -v ${PWD}:/tmp/playground -w /tmp/playground \ ykrsama/darkshine-simulation bash --login cd cuttool # 编译 mkdir build && cd build cmake ../ make # ls 可以看到make输出了cutTool.exe libCutTool.so # 运行 ./cutTool.exe
阅读源码，在Project playground里调用CutTool。
在playground的CMakeLists里插入
find_package(CutTool REQUIRED PATHS cuttool/build) include_directories(${CutTool_INCLUDE_DIRS}) link_directories(${CutTool_LIBRARY_DIRS}) link_libraries(${CutTool_LIBRARIES}) message(STATUS "CutTool include dir: " ${CutTool_INCLUDE_DIRS}) message(STATUS "CutTool lib dir: " ${CutTool_LIBRARY_DIRS})
在dp::Loop里调用passCut函数
