gcc编译器编译过程和链接过程

gcc编译器编译过程详解

gcc常用选项

一个c/c++文件要经过预处理、编译、汇编和链接才能变成可执行文件。

• （1）预处理C/C++源文件中，以#开头的命令被称为预处理命令，如包含命令#include、宏定义命令#define、条件编译命令#if、#ifdef等。预处理就是将要包含(include)的文件插入原文件中、将宏定义展开、根据条件编译命令选择要使用的代码，最后将这些东西输出到一个.i文件中等待进一步处理。

• （2）编译编译就是把C/C++代码(比如上述的.i文件)翻译成汇编代码。

• （3）汇编汇编就是将第二步输出的汇编代码翻译成符合一定格式的机器代码，在Linux系统上一般表现为ELF目标文件(OBJ文件)。反汇编是指将机器代码转换为汇编代码，这在调试程序时常常用到。

• （4）链接链接就是将上步生成的OBJ文件和系统库的OBJ文件、库文件链接起来，最终生成了可以在特定平台运行的可执行文件。

hello.c(预处理)->hello.i(编译)->hello.s(汇编)->hello.o(链接)->hello

详细的每一步命令如下：

gcc -E -o hello.i hello.c gcc -S -o hello.s hello.i gcc -c -o hello.o hello.s gcc -o hello hello.o

上面一连串命令比较麻烦，gcc会对.c文件默认进行预处理操作，使用-c再来指明了编译、汇编，从而得到.o文件,再将.o文件进行链接，得到可执行应用程序。简化如下：

 gcc -c -o hello.o hello.c gcc -o hello hello.o

gcc编译器链接过程

前面编译出来的可执行文件比源代码大了很多，这是什么原因呢？

我们从链接过程来分析，链接将汇编生成的OBJ文件、系统库的OBJ文件、库文件链接起来，crt1.o、crti.o、crtbegin.o、crtend.o、crtn.o这些都是gcc加入的系统标准启动文件，它们的加入使最后出来的可执行文件相原来大了很多。

-lc：链接libc库文件，其中libc库文件中就实现了printf等函数。

gcc -v -nostdlib -o hello hello.o:会提示因为没有链接系统标准启动文件和标准库文件，而链接失败。

这个-nostdlib选项常用于裸机bootloader、linux内核等程序，因为它们不需要启动文件、标准库文件。

一般应用程序才需要系统标准启动文件和标准库文件。

裸机/bootloader、linux内核等程序不需要启动文件、标准库文件。

动态链接使用动态链接库进行链接，生成的程序在执行的时候需要加载所需的动态库才能运行。动态链接生成的程序体积较小，但是必须依赖所需的动态库，否则无法执行。

gcc -c -o hello.o hello.c

gcc -o hello_shared hello.o

静态链接使用静态库进行链接，生成的程序包含程序运行所需要的全部库，可以直接运行，不过静态链接生成的程序体积较大。

gcc -c -o hello.o hello.c

gcc -static -o hello_static hello.o

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