1.背景知识

  1. 预处理（进行宏替换，这一步会生成 .i 后缀的文件）
  2. 编译（生成汇编，会生成 .s 后缀的文件）
  3. 汇编（生成机器可识别代码，生成 .o 后缀文件）
  4. 链接 （生成可执行文件或库文件）

2.gcc如何完成

格式 gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

举例：由于编译的是c++代码，所以使用的是g++，其他跟gcc一样
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预处理（进行宏替换）

  • 预处理功能主要包括宏定义，文件包含，条件编译，去注释等。
  • 预处理指令是以#开头的代码行。
  • 实例：gcc -E hello.c -o hello.i
  • 选项“-E”，作用是让gcc在预处理结束后停止编译过程
  • 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。

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编译（生成汇编）

  • 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。
  • 用户可以使用“-S”选项来进行查看，该选项只能进行编译而不进行汇编，生成汇编代码。
  • 实例：gcc -S hello.i -o hello.s

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汇编（生成机器可识别代码）

  • 汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转换成目标文件。
  • 可以使用选项“.c”就可以看到汇编代码转换为“.o”的二进制目标代码了。
  • 实例：gcc -c hello.s -o hello.o

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用vim打开会有一堆乱码：
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我们可以使用二进制查看工具 od 进行查看（以8进制或16进制去显示）：
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链接（生成可执行文件或库文件）

  • 在编译之后就进入了链接阶段。
  • 实例：gcc hello.o -o hello

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3.函数库

在上面的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，但是系统把这些函数实现都被放入到名为 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，这样就能间接实现函数“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
  1. 静态库

    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”

  1. 动态库

    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，一般后缀名为“.so”

注： gcc 在编译时默认使用动态库，可以通过 file 命令查看文件信息

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  • 总结：
    1. 以动态库链接方式生成的可执行程序的体积相对比较小，可以节省系统空间资源，缺点是一旦库失效，依赖此库的程序就无法运行。
    2. 以静态库链接方式生成的可执行程序体积相对较大，因为它会将库中的代码拷贝到可执行程序，缺点就是程序体积大，浪费系统空间资源，但是如果库失效则不影响程序的运行。
    3. 静态链接的时候，需要 .a静态库
    4. 动态库链接的时候，需要 .so动态库
  • 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（默认生成）