326.2.4GCC使用

#include <stdio.h>           // 引入标准输入输出头文件，为 printf 提供函数声明。
int main()                  // 定义程序入口函数，返回值类型为 int。
{                           // main 函数体开始。
    printf("i am wfeng!\n"); // 向标准输出打印字符串，并用 \n 换行。
    while (1);              // 条件恒真；末尾分号构成空循环体，程序会一直忙等。
    return 0;               // 表示正常结束；因前面的无限循环持续运行，本行实际不可达。
}                           // main 函数体结束。

标题下源码是视频最后一次编译时的完整状态。第一次编译时还没有 while (1);，其余代码相同；教师随后加入这一行，专门演示前台任务、进程状态和信号。这里仅整理缩进、空格并逐行补充注释，没有替换课程源码或加入库实现。

视频环境为 Ubuntu 20.04，普通用户是 wfeng，主要在 ~/test 目录操作。本节的核心不是用编辑器“运行 C 文件”，而是用 GCC 把 C 源文件构建成主机上的 ELF 程序，再观察文件权限、进程状态和信号控制。

一、课程介绍

GCC 在本节中是编译器驱动程序，不是编辑器。执行 gcc test.c 时，它会按需要协调预处理、编译、汇编和链接，最后生成可运行程序；源文件仍由 Vim 等文本编辑器编写。

原笔记把 GCC 多次识别为“JCC”，并称“从 51 单片机到 32 位系统的所有代码都用同一个 GCC 编译”，这两点都不准确：

• 正确名称是 GCC，命令是小写的 gcc。
• 视频中的 gcc 是 Ubuntu 主机工具链，画面生成的是 x86-64 Linux 程序。
• 面向 51、ARM 等其他处理器或裸机环境时，需要与目标指令集、ABI、运行库和链接脚本匹配的编译器或交叉工具链。C 语言具有可移植性，不代表同一个可执行文件能跨处理器运行，也不代表所有平台使用完全相同的 GCC 命令。

二、安装GCC

视频先输入 gcc，系统提示命令不存在，并建议安装 gcc 软件包；随后实际执行：

# 按视频方式，用 APT 安装 Ubuntu 软件源中的 gcc 软件包。
sudo apt install gcc

画面中的软件包版本为 4:9.3.0-1ubuntu2，下载量约 5,208 B、新增占用约 51.2 kB。这只说明当时系统已具备大部分依赖，APT 此次主要补装元软件包，不能据此认为完整编译器只有几 KB。版本、下载量和依赖会随系统状态及软件源变化。

安装完成后可核验：

# 查看当前 PATH 实际找到的 gcc。
command -v gcc

# 查看 GCC 版本；无需使用 sudo。
gcc --version

若要进行常见的 Ubuntu C/C++ 本机构建，通常还会安装包含 GCC、G++、make、libc 开发文件等基础组件的 build-essential；但本视频明确安装并使用的是 gcc，不能把扩展建议写成画面实录。普通用户编译自己有权读写的文件也不需要 sudo。

三、文件操作

视频进入 ~/test 后，目录里原有 a.c、c.txt 和误拼为 teat.tar 的归档文件；本节新建 test.c。下面按真实操作顺序说明。

3.1 创建文件并编写代码

视频执行：

# 进入当前用户家目录下已有的 test 目录。
cd ~/test

# 用 Vim 打开或新建 test.c。
vim test.c

在 Vim 中按 i 进入插入模式，第一次写入标题下代码但没有 while (1);。写完后按 Esc 回到普通模式，再输入 :wq 并回车，保存并退出。注意是连续输入 :wq，不是原转录中带空格的 : wq。

源码的关键点如下：

• #include <stdio.h> 为 printf 提供声明；它不是“导入整个库实现”。
• 标准形式是 int main() 或更明确的 int main(void)；课程源码采用前者。
• printf("i am wfeng!\n"); 打印一行文本，\n 是换行转义序列。
• 初始版本执行 return 0; 后正常结束。最终版本在它之前加入无限空循环，所以无法自然运行到 return 0;。

3.2 查看文件

视频保存后用下面的命令核对文本：

# 把 test.c 的文本内容输出到终端。
cat test.c

随后编译并查看文件类型：

# 让 file 根据文件内容特征描述生成物。
file a.out

# 查看源文件的类型描述。
file test.c

画面中 file a.out 的主要结果是：

ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, ... not stripped

file test.c 显示为 C source, ASCII text。Ubuntu 20.04 的 GCC 默认会生成位置无关可执行文件（PIE），当时的 file 版本可能把它描述为 shared object；结合执行权限和 ELF 头，它仍是可启动的程序。反过来，不能把“ELF”直接等同于“可执行文件”，因为 ELF 格式也用于目标文件、共享库和 core 文件。

file 会依次使用文件系统、魔数和语言等测试推断类型，其输出是识别结果，不是对文件安全性或程序正确性的保证。

视频还执行 ls 和 ls -l：

# 列出目录项；是否着色取决于 ls 别名、选项和终端配色。
ls

# 显示类型、权限、链接数、属主、属组、大小和时间等信息。
ls -l

画面中可执行文件显示为绿色，是当时 ls --color 的配色效果。判断权限应看 ls -l 的权限位，不能依赖颜色；颜色既可关闭，也可由用户自定义。

3.3 编译文件

第一次实际编译命令是：

# 编译并链接 test.c；成功时默认生成当前目录下的 a.out。
gcc test.c

命令成功时通常不输出文字，不能把“没有输出”理解为没有执行。可查看退出状态或只在成功后继续：

# 只有编译成功时才运行刚生成的程序。
gcc test.c && ./a.out

第一次运行的输出为：

i am wfeng!

这里使用 ./a.out，是因为 Shell 通常不会在 PATH 中搜索当前目录；./ 明确给出了当前目录中的路径。课程演示用最简命令即可，日常学习更建议开启基本诊断：

# 扩展写法：启用常用警告，按 C11 编译，并指定清晰的输出名。
gcc -Wall -Wextra -std=c11 test.c -o test

这些选项是规范化补充，不是视频第一次编译时输入的内容。警告也不等于错误：构建是否继续取决于诊断级别和选项，但警告应当阅读并处理。

3.3.1 编译并命名文件

GCC 的 -o 文件名 用于指定最终输出路径。视频画面实际输入的是：

# 画面原样：把输出文件误拼成 ptintf，但命令本身仍然有效。
gcc test.c -o ptintf

# 运行该误拼名称的可执行文件。
./ptintf

因此生成物叫 ptintf，不是原笔记所写的 printf。文件名拼错不会自动报错，只要该路径合法，GCC 就按给定名称创建输出。为了表达用途，建议写成：

# 推荐命名：生成名为 test 的程序。
gcc test.c -o test

# 运行推荐命名的程序。
./test

-o 前后位置只要符合 GCC 的选项解析都可以，但 gcc 源文件 -o 输出文件 和 gcc -o 输出文件 源文件 应保持名称对应清楚。不要把输出文件取名为现有源文件，否则有覆盖重要文件的风险。

3.4 文件权限

ls -l 权限字段如 -rwxrwxr-x：第一个字符表示文件类型，普通文件为 -；后九位依次分成所有者、所属组、其他用户三组，每组都是 rwx。

权限	数值	对普通文件的含义
r	4	可读取内容
w	2	可修改内容
x	1	允许把它作为程序或脚本执行，但文件仍须具有有效格式或解释器

每一组把所需数值相加，所以：

数字模式	符号形式	含义
754	rwxr-xr--	所有者可读写执行，组可读执行，其他用户只读
444	r--r--r--	三类用户都只有读权限
777	rwxrwxrwx	所有人都能读、写、执行，通常权限过宽

视频依次进行了几组实验：

1. sudo chmod 777 a.c 后，a.c 在当时的颜色配置中变绿。
2. 编译生成的 a.out 和 ptintf 起初都有执行位，显示为 -rwxrwxr-x。
3. sudo chmod 754 a.out 后，./a.out 仍可运行。
4. sudo chmod 444 a.out 移除执行位后，./a.out 报 Permission denied，而未改权限的 ./ptintf 仍可运行。
5. ./a.c 并没有运行成 C 程序，而是出现大量 command not found：仅增加 x 不会编译源码。内核无法把该随机文本识别为本机可执行格式后，Bash 又尝试把它当 Shell 输入解释，才产生这些报错。
6. 最后执行 sudo chmod 777 a.out，恢复了执行能力，但这不是值得照搬的最小权限方案。

视频中这些文件属于用户 wfeng，所以修改自己的文件不需要 sudo。更合适的做法是只添加确实需要的权限，例如：

# 只给文件所有者添加执行权限，不开放给所有人写入。
chmod u+x a.out

# 或明确设置成所有者 rwx、同组和其他用户 r-x。
chmod 755 a.out

“有 x”只是执行的必要条件之一，不代表文件内容有效或安全；脚本还需要正确的解释器声明，二进制文件要与当前内核和体系结构兼容。实际访问还可能受 ACL、只读文件系统、noexec 挂载、安全模块等机制影响。

3.5 ifconfig指令

视频直接执行 ifconfig，画面中 ens33 的 IPv4 地址为 192.168.31.230、掩码为 255.255.255.0、广播地址为 192.168.31.255，回环接口 lo 为 127.0.0.1。这些值只是录制当时虚拟机的网络快照，不能作为其他机器的固定配置。

ifconfig 来自较老的 net-tools 工具集，可查看和配置网络接口，但现代 Linux 通常更推荐 iproute2：

# 简洁显示各接口地址。
ip -br address

# 查看路由；默认网关通常在这里，而不是 ifconfig 输出中。
ip route

本节只查看信息，没有修改接口配置。不要在远程连接中随意停用或改写正在使用的网卡，否则会中断连接。

3.6 echo指令

视频从网页复制示例时，把网页中的提示符也一并粘贴了：

[root@localhost ~]# echo "hello world"

Shell 因而尝试执行名为 [root@localhost 的内容，并报告 command not found。方括号、用户名、主机名、目录和 # 是教程展示的提示符，不属于命令。正确输入是：

# 输出一个字符串并换行。
echo "hello world"

输出为 hello world。echo 的选项和反斜杠处理在不同 Shell 中可能有差异；脚本若要求格式稳定，可用：

# 用明确的格式字符串输出一行文本。
printf '%s\n' 'hello world'

这里的 printf 是 Shell 命令或内建命令，与前面误拼的可执行文件名 ptintf、C 源码中的 printf 函数要区分。

3.7 ping指令

视频只口头回顾了上一节“从虚拟机 ping Windows 主机”的连通性测试，本节没有再次执行并展示具体 ping 命令。

ping 通过 ICMP 回显请求观察目标是否响应以及往返时间。能 ping 通只证明当时 ICMP 路径可达，不代表 SSH、HTTP 等具体服务一定开放；ping 不通也可能只是防火墙禁用了 ICMP，不能单独断言整台主机离线。

3.8 任务管理器

Windows 的“任务管理器”只是帮助初学者建立类比。Linux 终端中，视频演示了 ps 和 top：

# 显示一次进程快照；无选项时默认选择范围较窄。
ps

# 动态刷新系统摘要和进程/线程列表。
top

画面中的无参数 ps 只列出当前终端里的 bash 和本次 ps。准确地说，默认选择通常限制为与调用者具有相同有效用户 ID 且关联同一终端的进程，不是“当前窗口中的全部进程”。

top 会周期刷新，显示负载、任务状态、CPU、内存以及当前视图中的进程或线程。它的字段、排序、筛选和显示数量都可以配置，所以也不应绝对化为“必然显示系统所有进程”。

3.9 ps和top命令

视频还输入了 ps -aux，确实得到了很长的进程列表。但在 procps-ng 的 ps 中，Unix 风格选项和 BSD 风格选项可以混用，ps -aux 存在历史歧义，手册明确不推荐把它当成规范形式。常用写法是：

# BSD 风格：查看较广范围的进程及常用字段。
ps aux

# Unix 风格：查看所有进程的完整格式。
ps -ef

ps 是某一时刻的快照；top 则反复采样并刷新。退出 top 的首选按键是 q，视频实际也用过 Ctrl+C：它通常向前台 top 发送 SIGINT 并让其结束。

Ctrl+Z 绝不是同义的“退出”。它通常向前台进程组发送 SIGTSTP，使 top 停止并返回 Shell，但进程仍然存在。可用以下作业控制命令处理：

# 查看当前 Shell 管理的后台或停止作业。
jobs -l

# 把最近的停止作业恢复到前台。
fg

如果只是想离开 top，使用 q 最清楚；误按 Ctrl+Z 后应恢复或终止该作业，不要遗留大量停止进程。

3.10 进程与线程

进程和线程不能简单等同于“软件”和“软件里的小功能”：

• 进程提供运行程序所需的资源与隔离上下文，例如虚拟地址空间、打开文件和安全凭据。
• 线程是进程内的执行流。同一进程的线程共享地址空间和许多进程资源，但各自具有栈、寄存器状态和调度属性。
• 一个新进程最初至少有一个线程，之后可以创建更多线程。现代浏览器等应用往往同时使用多个进程，每个进程又可包含多个线程，所以“一个应用就是一个大进程”只能作为非常粗略的入门类比。

课程后续面向 MCU 上的 RT-Thread，常以“多线程/多任务”模型理解并发：多个任务通常共享同一地址空间。这适用于课程所针对的典型资源受限场景，但不能据此推导所有 RTOS、所有 RT-Thread 配置或所有 Linux 程序都不存在进程隔离。

3.11 应用案例

本节案例通过一个无限空循环制造持续占用 CPU 的前台任务，再分别用终端控制键、ps、top 和 kill 观察及控制它。实验目的应理解为学习进程状态和信号，而不是把任何“没有返回提示符”的程序都认定为崩溃。

3.11.1 例题: 进程杀死演示

视频重新打开 test.c，在 printf 后加入标题下源码中的：

while (1); // 条件恒为真，分号是空循环体；该线程持续忙等，无法到达下一条语句。

然后再次执行 gcc test.c，覆盖原来的 a.out。运行 ./a.out 后，程序先打印一次 i am wfeng!，随后一直执行空循环。此时没有 Shell 提示符，是因为前台程序仍在运行、Shell 正在等待它结束；它不是“卡死后已经退出”。空循环还会持续消耗一个逻辑 CPU 的可用时间，不应作为真实程序的等待方案。

Ctrl+C 与 Ctrl+Z 的区别：

操作	终端通常发送的信号	默认效果	视频现象
Ctrl+C	SIGINT	中断并终止前台进程	出现 ^C，程序结束并返回提示符
Ctrl+Z	SIGTSTP	停止前台进程，不销毁它	出现 [1]+ Stopped ./a.out，作业仍在

程序可安装处理器改变某些信号的效果，所以“按键必然杀死任何进程”也不严谨。SIGKILL 和 SIGSTOP 是两个不能被捕获、阻塞或忽略的例外。

视频先用 Ctrl+Z 留下 PID 9477 的停止进程，状态为 T；又启动一个 PID 9478 的实例，使其处于运行状态并接近占用一个 CPU 核心。PID 只属于录制当时，实际操作必须重新查找：

# 仅查看命令名为 a.out 的进程，并显示 PID、状态和命令。
ps -C a.out -o pid,stat,cmd

# 查看当前 Shell 的作业及 PID，尤其适合发现 Ctrl+Z 留下的作业。
jobs -l

视频在第二个终端中执行 kill -9 9478，运行实例随即显示 Killed。-9 表示发送 SIGKILL，目标无法清理临时文件、刷新缓冲区或正常释放应用层资源，因此不应作为第一选择。规范顺序是：

# 默认发送 SIGTERM，请求目标正常终止；PID 必须换成现场确认的值。
kill PID

# 只有目标确认无响应、且 PID 再次核对无误时，才强制终止。
kill -KILL PID

应先给程序处理 SIGTERM 的时间，再检查是否退出。PID 会变化并可能被系统复用，复制视频中的 9478 可能误伤无关进程。视频只强制结束了运行中的 9478，先前被 Ctrl+Z 停止的 9477 仍可能存在；实验结束必须用 jobs -l 或 ps 复查并清理，不能看到前台窗口出现 Killed 就认定所有实例都消失。

系统信息：

视频随后执行：

# 只输出内核名称；画面结果为 Linux。
uname

# 汇总输出内核名、主机名、内核发行版、版本、机器架构等字段。
uname -a

画面中的内核发行版为 5.15.0-105-generic，机器架构为 x86_64。它们只是录制系统的值；uname -a 也不是“所有系统信息”，不会完整给出发行版包版本、磁盘、网络等内容。按需查询更清晰：

# 查看内核发行版。
uname -r

# 查看机器硬件名称/体系结构。
uname -m

关机、取消关机和重启：

视频实际先执行不带参数的 shutdown。在 Ubuntu 20.04 的 systemd 实现中，省略时间会按 +1 处理，即约一分钟后关机；画面明确提示可用 shutdown -c 取消。原转录识别出的 shutdown -5 并不是画面命令。

# 立即请求关机并断电；会终止会话和服务，执行前先保存工作。
sudo shutdown now

# 明确指定立即 power-off；在该 systemd 版本中 -h 等价于 --poweroff。
sudo shutdown -h now

# 计划 10 分钟后关机。
sudo shutdown +10

# 在计划尚未进入立即关机阶段时取消。
sudo shutdown -c

# 立即重启。
sudo shutdown -r now

reboot 也用于重启，但它与 shutdown 是两个命令，不能写成 shutdown reboot。这些操作会影响整台机器；在虚拟机、服务器或 SSH 环境中要先确认目标主机、保存数据并通知其他用户，不能为了验证笔记随意执行。

四、本节关键纠正

原笔记、转录或容易误解的说法	精校后的结论
“JCC”是编辑器	正确名称是 GCC；本节的 gcc 是编译器驱动程序，不负责编辑文本
从 51 到 32 位系统都使用同一个 GCC	目标架构和运行环境不同，需要匹配的本地或交叉工具链；源码可移植不等于二进制通用
GCC 安装只下载约 5 KB，所以编译器很小	该数字只是录制系统补装软件包时的增量，已有依赖未重复下载
file 显示 ELF 就等于可执行文件	ELF 还可承载目标文件、共享库等；需结合 ELF 类型、解释器、架构和权限判断
文件变绿就一定能运行	颜色取决于 ls 配置；执行还要求权限、有效格式/解释器及兼容环境
chmod 777 是恢复执行权限的通用方法	777 允许所有人写入，通常过宽；应按最小权限使用 u+x、755 等
给 a.c 增加执行位就能执行 C 源码	执行位不会编译内容；视频中的随机文本被 Shell 尝试解释后产生报错
自定义输出文件名是 printf	视频实际误输为 ptintf；规范示例可另取 test 等清晰名称
网页中的 [root@localhost ~]# 也要复制	那是提示符；真正命令只有 echo "hello world"
无参数 ps 显示当前窗口全部进程	默认通常只选同一有效用户且同一终端的进程，是一次快照
ps -aux 是唯一规范写法	视频确实如此输入，但存在语法歧义；推荐 ps aux 或 ps -ef
Ctrl+C 与 Ctrl+Z 都是退出/杀死	前者通常发送 SIGINT，后者发送 SIGTSTP 并保留停止作业
while (1); 让进程“卡死”	它执行有分号的无限空循环，进程仍在运行并持续消耗 CPU
杀进程默认使用 kill -9	先用默认 SIGTERM 请求正常结束，确认无响应后才考虑 SIGKILL
视频结束 9478 后所有实例都消失	之前由 Ctrl+Z 停止的 9477 可能仍在，必须复查并清理
uname -a 显示系统全部信息	它只汇总若干内核和机器字段，值也随主机变化
shutdown -5 是视频命令	画面实际是无参数 shutdown，默认约一分钟后执行，并可用 shutdown -c 取消

核对依据

• 本地 videos/326.2.4GCC使用.mp4：逐段核对 GCC 安装、test.c 两个版本、默认和自定义输出名、file/权限实验、ifconfig、echo、ps/top、两个 a.out 进程、kill -9、uname 与关机提示；视频时长约 17 分 43 秒。
• 本地 transcripts/326.2.4GCC使用.txt 与 .srt：用于核对教师讲述，并结合画面纠正 JCC、printf/ptintf、chmod、while、kill、shutdown 等语音识别错误。
• GCC 官方手册：Overall Options与Invoking GCC：核对预处理、编译、汇编、链接阶段，默认 a.out 和 -o 输出选项。
• Ubuntu Focal apt 手册：核对软件包安装命令的语义和交互边界。
• GNU Coreutils：权限设置与chmod 调用方式：核对符号/数字权限及 chmod 行为。
• file(1) 上游手册页：核对文件系统、魔数和语言测试以及类型描述的边界。
• ps(1) 上游手册页与top(1) 上游手册页：核对 ps 默认选择、快照性质、ps -aux 歧义、top 动态显示及退出/暂停行为。
• Bash 作业控制、Bash 作业控制内建命令与signal(7) 上游手册页：核对 Ctrl+C、Ctrl+Z、jobs、fg、SIGTERM、SIGKILL 和不可捕获信号。
• pthreads(7) 上游手册页：核对同一进程内线程共享资源及线程各自属性。
• Ubuntu Focal shutdown 手册：核对省略时间等价于 +1、now、-h、-r 和 -c。