linux下gcc的编译过程和功能，预处理，编译，汇编，链接，.c预处理为.i文件.s文件.o文件.exe文件

linux下gcc的编译过程和功能，预处理，编译，汇编，链接，.c预处理为.i文件.s文件.o文件.exe文件

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提示：系列c++学习的基础和高阶知识，用于公司生产实践中，实实在在的公司部署产品要用的，因为c++速度快，
而java和Python速度慢，自然往硬件里面部署算法啥的，都得用c++或者c，因此本科学的c很重要，后来的Python或者java就没有那么重要了，

c/c++系列文章：
【1】c++：c语言优缺点，visual studio2019如何新建项目，写hello world程序
【2】c/c++:gcc安装，gcc编译hello world文件，system函数调用系统命令，sleep函数

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c/c++：linux下gcc的编译过程

上一节课，我写过hello.c将其编译成可执行文件

这是windows10下的过程

实际上，gcc的编译过程分别是4个步骤：
预处理
编译
汇编
连接

预处理hello.i【参数-E】
编译hello.s【参数-S】
汇编hello.o【二进制机器代码文件，目标文件】【参数-C】
连接hello.exe【可执行文件】【无参数】
命令是：

我们要把下面这个过程分解为四步

gcc -E gan.c -o gan.i

gcc -S gan.i -o gan.s

gcc -C gan.s -o gan.o

最后

gcc gan.o -o gan1

这步骤我没有成功
但是呢
就这四个步骤，你得熟悉

预处理，编译，汇编，连接

复习

系统头文件<>
""是自定义头文件

std标准库io是输入输出库
void最好是写，没有输入参数
可以不写，也是无参数
main必须有，程序中必须有，且只有一个，表示程序启的入口

//单行注释
/**/多行注释，块注释

f();函数调用完事冒号结束
{}函数主体，到此完事
return 0;程序正常结束

如果程序其他的还需要停止就需要调用系统函数system(“系统命令”);
windows.h文件别忘了哦，不会查百度

整个代码文件需要是.c结束的文件哦
这是c
c++才是后面的东西

visual studio可以编译c文件
你当然也可以用txt文件写，改为.c后缀
用gcc编译即可

sleep是休眠函数，休眠多少ms吧

gcc预处理 -E 生成.i文件【预处理文件】
编译 -S 生成.s文件【汇编文件】
汇编 -c 生成目标文件.o【目标文件】
连接 无参数 生成可执行文件.exe【可执行文件】

反正四个步骤，你可以浓缩为一个步骤即可
好说
待会我们继续讲

gcc预处理做了什么？

gcc预处理 -E 生成.i文件【预处理文件】

gcc -E hello.c -o hello.i

参数别忘记了哦

.i是预处理文件哦

我们去看看.i文件，是啥东西？

预处理完成的是，头文件展开的工作
把头文件里面的内容，整体给你展开，方便咱们main函数后续使用头文件的各种函数

你去看看hello.i文件，里面和hello.c的区别就是
hello.i的头文件一大堆，后面的代码和.c文件一样的
所以预处理处理的就是头文件。

不检查语法错误哦。

可以展开任意文件，但是错误不错误不知道。
在c语言中，.h就行，它不管，只看是否为.h文件即可。

咱们如果里面不写.h，而是写别的后缀文件
比如写一个hello.x

你再预处理试试

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>gcc -E hello.c -o hello2.i
hello.c:2:10: fatal error: xxx.x: No such file or directory
 #include "xxx.x"  //用户自定义的
          ^~~~~~~
compilation terminated.

gg了看到了吗

完成任务终止
失败了呗

但是这无大碍，因为我们没有xxx.x文件啊
它报错是因为没有这个文件
如果有呢？
咱们加上文件


你在编译试试

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>gcc -E hello.c -o hello2.i

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>

成功了
然后你看看hello2.i
里面是啥

# 1 "hello.c"
# 1 ""
# 1 ""
# 1 "hello.c"

# 1 "xxx.txt" 1
1111

2222

3333
# 3 "hello.c" 2

int main(void)
{
 printf("调用cmd命令");
 system("pause");


}

你看看，预处理干了什么？
不就是把这txt头文件内部的东西给导入到我这个文件里面了吗？

所以，懂了没，gcc预处理就是第一步，把头文件导入，我估计python的import就是这个意思也是要导入的头文件的，那些函数我们需要用。

但是不查错的哦。

它还做这些事情哦

然后修改.c代码为

#include
//#include "xxx.txt"  //用户自定义的

#define PI 3.14  //宏定义常量PI

int main(void)
{
	printf("hello world\n");
	printf("d%", PI);  //打印PI
}

你再编译时时

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>gcc -E hello.c -o hello2.i

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>

看看.i文件什么情况

# 6 "hello.c"
int main(void)
{
 printf("hello world\n");
 printf("d%", 3.14);
}

发现了啥？
PI变3.14了
所以说预处理，直接将宏定义的常量直接用常量替换了。
即宏名替换为宏值

另外，你看看，那些注释跑哪里去了？？？？
没了
相当于将注释直接废掉，用空字符替代了
这也是预处理的功能之一
美滋滋。

还有，展开条件编译，怎么说呢

#include
//#include "xxx.txt"  //用户自定义的

#define PI 3.14  //宏定义常量PI

int main(void)
{
	printf("hello world\n");
	printf("d%", PI);  //打印PI

#ifdef PI
printf(1);//如果上面定义了PI，则打印1
#endif
}

编译试试

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>gcc -E hello.c -o hello2.i

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>

# 6 "hello.c"
int main(void)
{
 printf("hello world\n");
 printf("d%", 3.14);


printf(1);

}

因为PI定义了，所以一定要打印
条件编译

这种就预处理也要搞的事情。

懂？

还有一些预处理要干的事情，现在先了解到现在就可

gcc编译做了什么？

编译 -S 生成.s文件【汇编文件】

咱们直接将hello.i
用命令编译

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>gcc -S hello.i -o hello.s
hello.c: In function 'main':
hello.c:7:2: warning: implicit declaration of function 'system' [-Wimplicit-function-declaration]
 {
  ^

编译之后的文件叫做汇编文件
汇编语言写的文件，顾名思义

	.file	"hello.c"
	.text
	.def	__main;	.scl	2;	.type	32;	.endef
	.section .rdata,"dr"
.LC0:
	.ascii "\265\367\323\303cmd\303\374\301\356\0"
.LC1:
	.ascii "pause\0"
	.text
	.globl	main
	.def	main;	.scl	2;	.type	32;	.endef
	.seh_proc	main
main:
	pushq	%rbp
	.seh_pushreg	%rbp
	movq	%rsp, %rbp
	.seh_setframe	%rbp, 0
	subq	$32, %rsp
	.seh_stackalloc	32
	.seh_endprologue
	call	__main
	leaq	.LC0(%rip), %rcx
	call	printf
	leaq	.LC1(%rip), %rcx
	call	system
	movl	$0, %eax
	addq	$32, %rsp
	popq	%rbp
	ret
	.seh_endproc
	.ident	"GCC: (x86_64-posix-seh-rev0, Built by MinGW-W64 project) 7.3.0"
	.def	printf;	.scl	2;	.type	32;	.endef
	.def	system;	.scl	2;	.type	32;	.endef

这些都是汇编指令

汇编是连接c语言和机器指令的语言

所以：gcc编译的过程，就是将c语言汇编为汇编语言
如果代码有错误，无法汇编成功
生成失败就会删除那个代码

汇编的功能之一就是逐行检查代码的正确性。这是整个编译过程中最耗时的。

gcc汇编做了什么？

汇编 -c 生成目标文件.o【目标文件】

现在的话，我们就要汇编了
将s文件，生成为目标文件.o

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>gcc -c hello.s -o hello.o

注意，参数是c哦
不是别的大C啥的，否则汇编不成功

txt打开是乱码了
实际上文件里面是二进制的机器指令

反正你要知道，这是目标文件即可
将汇编指令翻译为机器可以识别的二进制代码

因为机器才能认识那些指令，我们人是记不住的
因为记不住，才造出来汇编语言，汇编也麻烦，所以后来发明了c语言
c语言大家嫌麻烦，所以后来出现了c++和python，java等等等等

懂吧？？？

所以，高级语言在运行之前，需要把这些工作做好，然后一步步往下转
翻译为机器语言

gcc链接做了什么？

连接 无参数 生成可执行文件.exe【可执行文件】

okay，这波我们就可以去生成可执行文件了

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>gcc hello.o -o hello

链接的目的：
数据段合并
数据地址回填
库引用

你在cmd里面运行hello.exe就可以运行了

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>hello.exe
调用cmd命令请按任意键继续. . .

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>

懂了吧
gcc四个步骤，就这么来的

当然你可以一步到位

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>gcc hello.c -o hello2

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>hello2.exe
hello world

D:\AWYY\leetcode\cplus\test>

但是你要知道gcc的4个步骤，一步一步都是怎么来的，懂?

高度总结gcc四个步骤

如果你用hello.c
直接用参数S，它就会跳过预处理阶段，直接生成汇编文件
直接用参数c，它就会跳过预处理和编译阶段，直接生成目标文件
直接不用参数，它就会跳过预处理，编译和链接，直接生成可执行文件

懂？

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总结

提示：重要经验：

1）
2）学好c++，即使经济寒冬，手握10个大厂offer绝对不是问题！
3）笔试求AC，可以不考虑空间复杂度，但是面试既要考虑时间复杂度最优，也要考虑空间复杂度最优。