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Gcc的编译流程分为了四个步骤:

 黄南山 2017-07-13
Gcc的编译流程分为了四个步骤:


    1.预处理,生成预编译文件(.文件):

        Gcc –E hello.c –o hello.i
    2.编译,生成汇编代码(.s文件):

        Gcc –S hello.i –o hello.s
    3.汇编,生成目标文件(.o文件):
        Gcc –c hello.s –o hello.o
    4.链接,生成可执行文件:
        Gcc hello.o –o hello


    在成功编译之后,就进入了链接阶段。在这里涉及到一个重要的概念:函数库。

读者可以重新查看这个小程序,在这个程序中并没有定义”printf”的函数实现,且在预编译中包含进的”stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实现”printf”函数的呢?最后的答案是:系统把这些函数实现都被做到名为libc.so.6的库文件中去了,在没有特别指定时,Gcc会到系统默认的搜索路径”/usr/lib”下进行查找,也就是链接到libc.so.6库函数中去,这样就能实现函数”printf”了,而这也就是链接的作用。

    函数库一般分为静态库和动态库两种。静态库是指编译链接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件中,因此生成的文件比较大,但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为”.a”。动态库与之相反,在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中,而是在程序执行时由运行时链接文件加载库,这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为”.so”,如前面所述的libc.so.6就是动态库。Gcc在编译时默认使用动态库。


    整个过程如果想一步到位:

       gcc hello.c -o hello

即可


 

    gcc简介
    Linux系统下的gcc(GNU C Compiler)是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器,是GNU的代表作品之一。gcc是可以在多种硬体平台上编译出可执行程序的超级编译器,其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%~30%。gcc编译器能将C、C++语言源程序、汇程式化序和目标程序编译、连接成可执行文件,如果没有给出可执行文件的名字,gcc将生成一个名为a.out的文件。在Linux系统中,可执行文件没有统一的后缀,系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。而gcc则通过后缀来区别输入文件的类别,下面我们来介绍gcc所遵循的部分约定规则。
    .c为后缀的文件,C语言源代码文件;
    .a为后缀的文件,是由目标文件构成的档案库文件;
    .C,.cc或.cxx 为后缀的文件,是C++源代码文件;
    .h为后缀的文件,是程序所包含的头文件;
    .i 为后缀的文件,是已经预处理过的C源代码文件;
    .ii为后缀的文件,是已经预处理过的C++源代码文件;
    .m为后缀的文件,是Objective-C源代码文件;
    .o为后缀的文件,是编译后的目标文件;
    .s为后缀的文件,是汇编语言源代码文件;
    .S为后缀的文件,是经过预编译的汇编语言源代码文件。

    gcc的执行过程
    虽然我们称gcc是C语言的编译器,但使用gcc由C语言源代码文件生成可执行文件的过程不仅仅是编译的过程,而是要经历四个相互关联的步骤∶预处理(也称预编译,Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。命令gcc首先调用cpp进行预处理,在预处理过程中,对源代码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析。接着调用cc1进行编译,这个阶段根据输入文件生成以.o为后缀的目标文件。汇编过程是针对汇编语言的步骤,调用as进行工作,一般来讲,.S为后缀的汇编语言源代码文件和汇编、.s为后缀的汇编语言文件经过预编译和汇编之后都生成以.o为后缀的目标文件。当所有的目标文件都生成之后,gcc就调用ld来完成最后的关键性工作,这个阶段就是连接。在连接阶段,所有的目标文件被安排在可执行程序中的恰当的位置,同时,该程序所调用到的库函数也从各自所在的档案库中连到合适的地方。

    gcc的基本用法和选项
    在使用gcc编译器的时候,我们必须给出一系列必要的调用参数和文件名称。gcc编译器的调用参数大约有100多个,其中多数参数我们可能根本就用不到,这里只介绍其中最基本、最常用的参数。
    gcc最基本的用法是∶gcc [options] [filenames]
    其中options就是编译器所需要的参数,filenames给出相关的文件名称。
    -c,只编译,不连接成为可执行文件,编译器只是由输入的.c等源代码文件生成.o为后缀的目标文件,通常用于编译不包含主程序的子程序文件。
    -o output_filename,确定输出文件的名称为output_filename,同时这个名称不能和源文件同名。如果不给出这个选项,gcc就给出预设的可执行文件a.out。
    -g,产生符号调试工具(GNU的gdb)所必要的符号资讯,要想对源代码进行调试,我们就必须加入这个选项。
    -O,对程序进行优化编译、连接,采用这个选项,整个源代码会在编译、连接过程中进行优化处理,这样产生的可执行文件的执行效率可以提高,但是,编译、连接的速度就相应地要慢一些。
    -O2,比-O更好的优化编译、连接,当然整个编译、连接过程会更慢。
    -Idirname,将dirname所指出的目录加入到程序头文件目录列表中,是在预编译过程中使用的参数。
    C程序中的头文件包含两种情况∶
    A)#include
    B)#include “myinc.h”
    其中,A类使用尖括号(< >),B类使用双引号(“ ”)。对于A类,预处理程序cpp在系统预设包含文件目录(如/usr/include)中搜寻相应的文件,而对于B类,cpp在当前目录中搜寻头文件,这个选项的作用是告诉cpp,如果在当前目录中没有找到需要的文件,就到指定的dirname目录中去寻找。在程序设计中,如果我们需要的这种包含文件分别分布在不同的目录中,就需要逐个使用-I选项给出搜索路径。
    -Ldirname,将dirname所指出的目录加入到程序函数档案库文件的目录列表中,是在连接过程中使用的参数。在预设状态下,连接程序ld在系统的预设路径中(如/usr/lib)寻找所需要的档案库文件,这个选项告诉连接程序,首先到-L指定的目录中去寻找,然后到系统预设路径中寻找,如果函数库存放在多个目录下,就需要依次使用这个选项,给出相应的存放目录。-lname,在连接时,装载名字为“libname.a”的函数库,该函数库位于系统预设的目录或者由-L选项确定的目录下。例如,-lm表示连接名为“libm.a”的数学函数库。上面我们简要介绍了gcc编译器最常用的功能和主要参数选项,更为详尽的资料可以参看Linux系统的联机帮助。
假定我们有一个程序名为test.c的C语言源代码文件,要生成一个可执行文件,最简单的
办法就是∶
    gcc test.c
    这时,预编译、编译连接一次完成,生成一个系统预设的名为a.out的可执行文件,对于稍为复杂的情况,比如有多个源代码文件、需要连接档案库或者有其他比较特别的要求,就要给定适当的调用选项参数。再看一个简单的例子。整个源代码程序由两个文件testmain.c 和testsub.c组成,程序中使用了系统提供的数学库,同时希望给出的可执行文件为test,这时的编译命令可以是∶
    gcc testmain.c testsub.c -lm -o test
    其中,-lm表示连接系统的数学库libm.a,这个过程可以用图12-1框图描述。

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