在没有文件的情况下编译 C++ 代码

Question

我正在尝试使用您的标准 g++ 编译器编译一些 C++ 代码。 但是，而不是从文件编译：

main.cpp:

#include <iostream>

int main(){
    std::cout << "Hello World!\n";
    return 0;
}

我更愿意做类似的事情

g++ ... "#include <iostream>\n int main(){ std::cout << \"Hello World!\n\"; return 0;}"

之前来自 stackoverflow 的 post 表明

echo "int main(){}" | gcc -Wall -o testbinary -xc++ -

工作，但我想知道它是如何工作的，如果有办法做到这一点而不需要管道内容。

编辑：

我正在生成运行时代码，我需要生成一个共享库并加载创建的函数。

我以为会有一个标志告诉编译器“嘿，我给你的是源代码而不是文件”。

再次感谢您的帮助！

Answer 1

需要-x 来指定您将编译的语言。

这是一个例子：

gcc -x c - <<eof
#include <stdio.h>

void foo()
{
    int a = 10;
    static int sa = 10;

    a += 5;
    sa += 5;

    printf("a = %d, sa = %d\n", a, sa);
}


int main()
{
    int i;

    for (i = 0; i < 10; ++i)
        foo();
}
eof

Answer 2

您提到即时生成 C（或 C++）代码，然后编译它并dlopen-ing 它。

我在 MELT（一种扩展 GCC 的领域特定语言）中也这样做了。

我没有看到任何避免将代码放入某个（临时）文件的正当理由。甚至编写一百万行生成的 C 或 C++ 行都非常快（在 MELT 中，不到几秒钟，而且大部分时间不是 I/O！）。编译要慢得多（至少几十秒），生成 C 或 C++ 代码的兴趣主要是利用 GCC（或其他一些编译器）提供的优化。避免生成文件只会为您赢得几毫秒（您甚至无法显着衡量差异）。

所以只需在一些临时的*.c 文件中生成你的文件（你可以使用哈希或时间戳技术来生成一个唯一的文件名），然后让 GCC 将它编译成一些 *.so（可能是 fork-ing some make 进程，就像我在 MELT 中所做的那样），然后删除该临时文件（可能使用 atexit）。

^{顺便说一句，这种技术实际上与当前 PC 上的人机交互兼容。 MELT 有一个 read-eval-print-loop，它生成一个几百行的新 C++ 文件，在每次交互时编译和 dlopen-s，它非常有用！}

避免生成文件是痛苦的，收益绝对可以忽略不计。您可能会在 Linux 上的某个 tmpfs 文件系统中生成它（例如在 /tmp/ 中）。大部分时间将花在 GCC 编译该文件上（尤其是如果您使用一些优化进行编译，例如 gcc -O -fPIC -shared somefile.c -o someplugin.so）。 GCC 将它写入磁盘（通过您的程序）和读取它（甚至解析它，对于 C）的时间可以忽略不计。使用 GCC 的 -ftime-report 选项来了解 GCC 将时间花在哪里，一旦您将 -O 传递给 GCC，它就不会解析。

^{某些版本的 GCC 或其他 C 编译器可能会拒绝将 stdin 作为输入；一些 C 编译器可能想要 mmap C 源文件（例如，通过在 Glibc 上使用 "rm" 作为 fopen 的模式）。一般来说，将不是 *.c 文件的东西编译为 C 是非标准的，等等......所以最好避免这样做，因为增益可以忽略不计。}

如果您根本不关心优化并希望将 C（不是 C++）快速编译成非常慢的机器代码，请考虑改用 tinycc（至少在 32 位机器上，在 64位它可能是错误的），它有一个能够在字符串中编译一些 C 代码的库。 tcc 和它的libtcc.a 能够非常快地编译一些 C 代码（超过 GCC 的 10 倍），但生成的机器代码的性能非常差（非常慢，未优化的代码）。

一旦 GCC 编译了你生成的 C 代码，你当然可以remove 生成的源代码文件。 （你甚至可以在 dlopen 编辑后删除 .so）。

顺便说一句，您可以使用 clang++ 来编译生成的 C++ 文件。你可以使用 LLVM（并生成内部 LLVM 表示，而不使用任何文件）。

另见this answer。

我正在生成运行时代码，我需要生成一个共享库并加载创建的函数。

考虑同时使用JIT-compiling 库，例如libgccjit、LLVM 或asmjit。还要查看SBCL（几乎在每次REPL 交互时都会生成机器代码）。当然，你需要了解你系统上相关的calling conventions和ABI。所以也请阅读this、elf(5) 和 Drepper 的论文How To Write Shared Libraries

Answer 3

在 Unix 上，您可以使用 shell 自动执行所有创建 C/C++ 程序的过程。

1.创建文件（例如run_c.sh）

2.粘贴代码到这个文件

#!/bin/bash

# Generate random filename
RANDOM_FILENAME=`cat /dev/urandom | tr -dc 'A-Za-z0-9' | fold -w 20 | head -n 1`
RANDOM_FILENAME=_$RANDOM_FILENAME
readonly RANDOM_FILENAME

# random filename for a C file
RANDOM_FILENAME_C=$RANDOM_FILENAME.c
readonly RANDOM_FILENAME

# catch stdin as code
CODE=$1

# names headers of the C standart language
declare -a C_STANDART_LIBRARY=('stdio' 'errno' 'assert' 'math' 'stdarg' 'stdbool' 'stdlib' 'string' 'time')

# create the C file
touch $RANDOM_FILENAME_C

# write a first line to the file
printf '// Compile C code from stdin\n\n' >> $RANDOM_FILENAME_C

# make include all headers to the file
for header in "${C_STANDART_LIBRARY[@]}"
do
    printf '#include <%s.h>\n' $header >> $RANDOM_FILENAME_C
done

# make include all headers to the file
printf "\nint main(int argc, char *argv[]) {\n" >> $RANDOM_FILENAME_C

# split the code from stdin by ';' to an array lines
IFS=';' read -r -a LINES_CODE <<< "$CODE"

# write line by line the code
for line in "${LINES_CODE[@]}"
do
    printf '%s;\n' "$line" | sed -e 's/^[[:space:]]//' | sed -e 's/^/\t/' >> $RANDOM_FILENAME_C
done

# write ending the function 'main'
printf "\treturn 0;\n}\n" >> $RANDOM_FILENAME_C

# uncomment for display the C code
# cat $RANDOM_FILENAME_C

# compile the file
gcc -Wall -std=c11 -o $RANDOM_FILENAME $RANDOM_FILENAME_C

# run programm if no errors
if [ -f "$RANDOM_FILENAME" ];
    then
    ./$RANDOM_FILENAME
fi

# rm the file with source code
rm $RANDOM_FILENAME_C
# rm the compliled file

if [ -f "$RANDOM_FILENAME" ];
    then
        rm $RANDOM_FILENAME
fi

3.将此文件设为可执行文件

$ chmod +x run_c.sh 
$ ls -l | grep run_c.sh 
-rwxr-xr-x 1 setivolkylany setivolkylany 1589 Dec 26 11:19 run_c.sh

用法：

$ ./run_c.sh 'int a = 4; int b = 6; int c = a + b; printf("%d + %d = %d\n", a, b, c)'
4 + 6 = 10

$ ./run_c.sh 'puts("Worked");'
Worked

测试环境

$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Debian
Description:    Debian GNU/Linux 8.6 (jessie)
Release:    8.6
Codename:   jessie
$ uname -a
Linux localhost 3.16.0-4-amd64 #1 SMP Debian 3.16.36-1+deb8u2 (2016-10-19) x86_64 GNU/Linux

灵感来自 http://django-notes.blogspot.com/2013/01/compiling-c-from-stdin.html 和 https://github.com/vgvassilev/cling

Answer 4

popen("gcc -o -xc++ -", "w");? Gives you aFILE*` 怎么样，但输出直接进入 GCC。

顺便说一句，使用-Wall 标志毫无意义。那是供人食用的。事实上，-w -Wfatal-errors 是有道理的。要么编译要么不编译。

Answer 5

echo "int main(){}" | gcc -Wall -o testbinary -xc++ -

工作，但我想知道它是如何工作的，如果有办法做到这一点而不需要管道内容。

您也可以说（例如在 shell 脚本中）：

gcc -Wall -o testbinary -xc++ - << EOF
int main(){}
EOF

Answer 6

编译器从输入源读取 - stdin 或提供的文件。您需要一个管道来从其他地方向编译器提供一些东西。没有其他选择（当然，有些编译器可能也没有从stdin 读取的选项）