Linux编译器gcc的使用

1. 背景知识

1. 预处理（进行宏替换)
2. 编译（生成汇编)
3. 汇编（生成机器可识别代码）
4. 连接（生成可执行文件或库文件) 

2. gcc如何完成编译汇编的工作 

格式：gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

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程序翻译的过程可以分为预处理 ，编译，汇编，链接四个过程，从最开始的源文件到最后的可执行程序。

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预处理

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#号开头的代码行。
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”是指目标文件,“.i”文件为已经过预处理的C原始程序。 

举例：

[shadow@VM-4-4-centos practice_7_28]$ gcc -E test.c -o test.i

对比一下test.c文件和test.i文件

 

由于包含了头文件，所以在预处理之后多了八百多行的代码

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编译

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,该选项只进行编译而不进行汇编,生成汇编代码。 

举例：

[shadow@VM-4-4-centos practice_7_28]$ gcc -S test.i -o test.s

也可以直接由.c文件生成.s文件

[shadow@VM-4-4-centos practice_7_28]$ gcc -S test.c -o test.s

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查看.s文件

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汇编

汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件
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

.o文件又可以称为可重定向文件

举例：

[shadow@VM-4-4-centos practice_7_28]$ gcc -c test.s -o test.o

 查看test.o文件会发现都是一堆乱码，这是因为此时test.o已经时二进制文件了

 

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链接

在成功编译之后,就进入了链接阶段。 

举例：

[shadow@VM-4-4-centos practice_7_28]$ gcc test.o -o test

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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

[shadow@VM-4-4-centos practice_7_28]$ ll /lib64/libc.so.6
lrwxrwxrwx 1 root root 12 Jul 27 16:09 /lib64/libc.so.6 -> libc-2.17.so
//提供C语言函数的实现

[shadow@VM-4-4-centos practice_7_28]$ ll /usr/include/stdio.h
-rw-r--r-- 1 root root 31641 May 18 23:56 /usr/include/stdio.h
//提供C语言函数的声明

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函数库一般分为静态库和动态库两种。 

链接的过程分为动态链接和静态链接两种，动态链接需要动态库，静态链接需要静态库

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。

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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。 

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要想实现静态链接，就需要静态库

输入如下指令就可以下载C语言静态库和C++静态库

sudo yum install -y glibc-static     //下载C静态库
sudo yum install -y libstdc++-static //下载C++静态库

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静态链接举例：

[shadow@VM-4-4-centos practice_7_28]$ gcc -static test.c -o test-s

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由于静态链接是直接把库中方法的实现拷贝到可执行程序中，所以可以发现静态链接生成的可执行程序要比动态链接生成的可执行程序大

 

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gcc选项

-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。 

补充：gcc只能用来编译C语言，g++既可以编译C++，也可以编译C语言