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【Linux编译器-gcc/g++使用】

2023-09-12 10:38

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1. 背景知识

1. 预处理（)
2. 编译（)
3. 汇编（）
4. 连接（)

有关具体详解可以参照这篇博客：程序环境与预处理

2. gcc如何完成

格式 gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

2.1预处理

📙功能📙

预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等

📗实例📗

gcc -E text.c -o text.i

📕选项“-E"📕

该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程

📘选项“-o"📘

选项“-o”是指目标文件,“.i”文件为已经过预处理的C原始程序

接下来我们可以在Linux下来运行：

[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ cat text.c#includeint main(){  printf("hello world\n");  return 0;}[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ gcc -E text.c -o text.i[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ lltotal 24-rw-rw-r-- 1 grm grm    73 Jan  4 15:31 text.c-rw-rw-r-- 1 grm grm 16872 Jan  4 15:32 text.i

这样就产生了text.i,我们打开text.i:

定位到最后：

我们不难发现头文件被替换了，注释也被删除了，#define符号的替换以及条件编译。

2.2编译

📙功能📙

在这个阶段中,gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言

📗实例📗

gcc –S text.i –o text.s

注意：这里-o text.s 可以省略，编译器会自动给我们生成一个text.s

📕选项“-S"📕

用户可以使用“-S”选项来进行查看,该选项只进行编译而不进行汇编,生成汇编代码。

[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ gcc -S text.i[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ lltotal 28-rw-rw-r-- 1 grm grm    73 Jan  4 15:31 text.c-rw-rw-r-- 1 grm grm 16872 Jan  4 15:32 text.i-rw-rw-r-- 1 grm grm   447 Jan  4 15:56 text.s

我们打开text.s:

不难发现文本中都是一些汇编代码。

2.3 汇编

📙功能📙

汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件

📗实例📗

gcc –c text.s –o text.o

同理，这里的-o text.o也可以省略

📕选项“-c"📕

用户在此可使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了

[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ gcc -c text.s[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ lltotal 32-rw-rw-r-- 1 grm grm    73 Jan  4 15:31 text.c-rw-rw-r-- 1 grm grm 16872 Jan  4 16:26 text.i-rw-rw-r-- 1 grm grm  1496 Jan  4 16:27 text.o-rw-rw-r-- 1 grm grm   447 Jan  4 16:26 text.s

我们打开text.o:

发现这里面都是乱码，实际是一些二进制代码，被解释出来就是这一堆奇怪的符号。

2.4 链接

📗实例📗

gcc text.o -o text

注意：这里是修改链接后的可执行文件名字为text,不加-o text后系统默认生成可执行文件a.out

[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ gcc text.o -o text[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ lltotal 44-rwxrwxr-x 1 grm grm  8360 Jan  4 16:39 text-rw-rw-r-- 1 grm grm    73 Jan  4 15:31 text.c-rw-rw-r-- 1 grm grm 16872 Jan  4 16:26 text.i-rw-rw-r-- 1 grm grm  1496 Jan  4 16:27 text.o-rw-rw-r-- 1 grm grm   447 Jan  4 16:26 text.s

当我们运行这段可执行程序：

[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ ./texthello world

我们发现程序就能够得到我们想要的结果。

在这里涉及到一个重要的概念:函数库

我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“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“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。完成了链接之后,gcc 就可以生成可执行文件,如下所示。 gcc text.o –o text

gcc默认生成的二进制程序，是动态链接的，这点可以通过 file 命令验证

[grm@VM-8-12-centos lesson2]$ file texttext: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=e8625d13488f2780664671d6e3802e4c0e08abe3, not stripped

这样我们就能够清晰看见gcc编译是动态链接的。

补充：

C++与C语言在用法上基本类似，只是C++用的是g++编译器，代码编写不同。

gcc选项总结：

-E 只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里面
-S 编译到汇编语言不进行汇编和链接
-c 编译到目标代码
-o 文件输出到文件
-static 此选项对生成的文件采用静态链接
-g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
-shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
-O0
-O1
-O2
-O3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3优化级别最高
-w 不生成任何警告信息。
-Wall 生成所有警告信息。