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Gcc的编译流程

  • WangYe
  • 2020-07-20 11:37:26
  • 576 次阅读
Gcc,Linux,编译,C,C++
1.预处理,生成预编译文件(.i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。

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
   
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。


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