Překlad programu

Pro překlad programů, které budeme psát v jazyce C, do spustitelného (executable) souboru budeme používat program, kterému se říká překladač. Překladačů jazyka C existuje celá řada, my budeme využívat asi nejpoužívanější překladač pro Linuxové systémy s názvem GCC (GNU Compiler Collection).

Překladač gcc, spolu s dalšími potřebnými nástroji, můžete na Ubuntu v terminálu nainstalovat pomocí následujících dvou příkazů:

$ sudo apt update
$ sudo apt install build-essential gdb

Při pokusu o instalaci vás program vyzve, abyste instalaci potvrdili. Udělejte to zmáčknutím klávesy y a potvrďte klávesou Enter.

Překlad prvního programu

Ještě než si ukážeme, jak vlastně programovací jazyk C funguje, tak zkusíme přeložit velmi jednoduchý C program do spustitelného souboru a spustit jej. Vytvořte soubor s názvem main.c a nakopírujte1 do něj následující C kód (později si vysvětlíme, jak tento kód funguje):

1Kód z buněk můžete kopírovat pomocí tlačítka v pravém horním rohu buňky s kódem.

 
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello world!\n");
    return 0;
}

Tento program se nazývá Hello world, jelikož tento text vypíše na obrazovku. Podobný jednoduchý program je zpravidla tím prvním, co programátor vytvoří, když se učí nějaký programovací jazyk.

Nyní otevřete terminál (Ctrl + Alt + T v Ubuntu), přesuňte se do složky s tímto souborem pomocí příkazu cd, spusťte program gcc a předejte mu cestu k tomuto souboru:

$ gcc main.c -o program

Tímto příkazem řeknete "Gécécéčku", aby přeložil zdrojový soubor main.c a uložil výsledný spustitelný soubor do souboru program2. Pokud byste přepínač -o <nazev souboru> nepoužili, tak se vytvoří spustitelný soubor s názvem a.out.

2Na Windowsu spustitelné soubory mají obvykle příponu .exe, na Linuxu to však není běžnou praxí a spustitelné soubory typicky žádnou příponu nemají.

Pokud chcete nyní program spustit, stačí v terminálu zadat cestu k danému spustitelnému souboru.

$ ./program
Hello world!

Program by měl na výstup vytisknout text Hello world!.

Tipy pro práci s příkazovou řádkou
  • Při psaní programu budete chtít často po úpravě zdrojového kódu opětovně provést překlad a poté program spustit. Abyste to provedli v jednom terminálovém příkazu, můžete tyto dva příkazy spojit pomocí &&: 
    $ gcc main.c -o main && ./main
    Pokud překlad proběhne úspěšně, tak operátor && zajistí spuštění následujícího příkazu.
  • Pokud nechcete příkazy v terminálu psát neustále dokola, šipkou nahoru (↑) můžete vyvolat nedávno spuštěné příkazy v terminálu.
  • Můžete používat i terminál vestavený přímo ve Visual Studio Code (View -> Terminal).

📹 Pro lepší představu o překladu programů zde máte k dispozici ještě krátké shrnující video:

Jak překlad probíhá?

Překlad programu bude detailně vysvětlen později v sekci o linkeru. Prozatím nám bude stačit tato zkrácená verze:

Překlad programů probíhá ve dvou hlavních fázích: překlad (translation) a linkování (linking). Dohromady se oboum těmto krokům také říká kompilace (compilation).

Při překladu překladač vezme každý C zdrojový soubor, který mu předložíme, a samostatně jej přeloží do tzv. objektového souboru (object file). Takovýto soubor obsahuje již přeložené instrukce pro procesor, ale není sám o sobě spustitelný, tj. nejedná se o program, ale pouze o přeložený binární kód.

Jakmile jsou všechny zdrojové soubory přeloženy do objektových souborů, tak přichází na řadu další program, tzv. linker, který tyto objektové soubory spojí dohromady, propojí je dle potřeby, případně k nim připojí externí knihovny a na konci vytvoří finální spustitelný soubor, který lze poté spustit.

Když použijete program gcc způsobem, jaký jsme si ukázali výše, tak se na pozadí spustí překladač a poté i linker a oba dva tyto kroky se tak provedou automaticky. Je ale možné provést je i separátně:

$ gcc -c main.c      # vytvoří objektový soubor main.o
$ gcc main.o -o main # slinkování souboru main.o