Makefile学习笔记03|g++编译的四个步骤

Makefile学习笔记03|g++编译的四个步骤

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介绍

  GCC(G++)编译的四个步骤分别是预处理(Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)、链接(Linking)。
  我们在配置项目时，首先要了解一个项目是如何一步步被编译出来的，是怎样从源码编译出可执行程序，最终又是如何被执行的。只有理清了其中的关系，我们才能快速定位问题，从而解决在编译中出现的问题。

预处理(cpp)
gcc -E

编译器(cpp)
gcc -S

汇编器(as)
gcc -c

链接器(ld)
gcc

hello.c

hello.i(c文件)

hello.s(汇编文件)

hello.o(二进制文件)

a.out(可执行文件)

  g++编译的四个步骤中，编译与汇编对编写makefile来说不太重要(跨平台编译时很重要)。
  首先，预处理时，g++会把所有的文件关联起来，主要包括宏定义与头文件的声明。其实预处理就是把所有的源码的头文件展开，完成宏定义的替换，一一对应地生成更完整的"cpp"文件。此时可能出现关于头文件包含、宏定义相关的错误。
  然后是编译。编译是将预处理生成的文件转化成为汇编码，这时相应的语法错误就会开始出现。编译是针对单个cpp文件进行的，并不是针对整个项目，所以在此时发生关联性的错误时是不会报错的。
  接下来是汇编。汇编将汇编码翻译成二进制代码，生成.o文件(在Windows环境下生成的是.obj文件)。针对汇编部分，有很多工具将其进行了优化，可以将编译与汇编两个步骤分开，但是为了方便，下面的演示中就不将编译与汇编分开了。此时CPU已经可以读懂生成的.o文件了，但是还不可以运行。因为CPU想要运行程序，需要先找到入口函数、有时还需要有必要的动态链接库等。
  这最后一步就需要链接来完成了。链接时，会将所有的.o文件、动态链接库链接在一起。这时可能会发生找不到动态链接库、找不到定义等错误。注意，如果我们在代码中只对一个函数做了声明，而没有进行定义，那编译时将不会报错，直到链接时找不到函数定义。

编译工具链

预处理器:cpp

头文件展开，宏替换，注释去掉

编译器:gcc

C文件变成汇编文件

汇编器:as

汇编文件变成二进制文件

链接器:ld

将函数库中相应的代码组合到目标文件中

gcc常用选项

选项	含义
-c	仅对源文件进行编译，不链接生成可执行文件。在对源文件进行查错时，或只需产生目标文件时可以使用该选项。
-g[gdb]	在可执行文件中加入调试信息，方便进行程序的调试。如果使用中括号中的选项，表示加入gdb扩展的调试信息，方便使用gdb来进行调试。
-O[0、1、2、3]	对生成的代码使用优化，中括号中的部分为优化级别，缺省的情况为2级优化，0为不进行优化。注意，采用更高级的优化并不一定得到效率更高的代码。
-Dname[=definition]	将名为name的宏定义为definition，如果括号中的部分缺省，则宏被定义为1.
-Idir	在编译源程序时增加一个搜索头文件的额外目录dir，即include增加一个搜索的额外目录。
-Ldir	在编译源文件时增加一个搜索库文件的目录dir。
-llibrary	在编译链接文件时增加一个额外的库，库名为liblibrary.so。
-w	禁止所有警告。
-Wwarning	允许产生warning类型的警告，warning可以是：main、unused等很多取值。最常用的是-Wall，表示产生所有警告。如果warning取值为error，其含义是将所有警告作为错误(error)，即出现警告就停止编译。

写代码，分拆编译步骤

文件准备：

• ~/make/src/test_gcc/test_gcc.cpp

#include 
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
	cout<<"test g++"<<endl;
	return 0;
}

	首先进行预处理操作。

#这里将输出信息重定向到test.ii文件中，方便查看。
g++ -E test_gcc.cpp>test.ii

  查看一下文件test.ii的内容，我们可以发现的内容被完整的放在了我们写的代码前面。其实test.ii是可以单独编译的，下面我们来编译test.ii。

g++ -S test.ii

  现在生成了.s，可以打开看一下生成的汇编代码，学过汇编的同学还可以看懂一部分，下一步汇编结束后生成的二进制文件就看不懂了。下面继续进行汇编。
  前面两步只是做个实验，演示一下编译的具体细节。下面的汇编是要写在makefile里的重点内容。

g++ -c test.s

  这一步不仅可以做汇编操作，还可以一次完成前三步操作。完成后生成test.o。test.o就是由0和1组成的机器指令了。现在还不能执行，还需要最后一步链接。

g++ test.o -o test
# 执行一下看看效果
./test
# 结果
# test g++

总结

• g++ -E test.cpp>test.ii #1.预处理
• g++ -S test.ii #2.编译
• g++ -c test.s #3.汇编
• g++ test.o -o test #4.链接
• ./test #5.运行

  都看到这里了，可以给个点赞或者评论吗？达瓦里希(￣^￣)ゞ