Linux gcc编译c/c++基本过程

港控/mmm° 2022-03-22 15:20 268阅读 0赞

Linux系统下开发c++程序，那么gcc编译器就是我们绕不过去的一道坎。gcc是GNU出品的一款可以在多种硬件平台上编译处可执行程序的超级编译器，其执行效率比普通的编译器要高出20%~30%左右，而且它是开源，因此很多著名的软件都能通过它进行编译。

对于我们来说，有时候尽管写着linux c++的代码，但是很多时候我们不会去深究其中的深层次东西。向我这样拥有着最低追求的程序员，能够写出符合要求的代码可能就算完事了。不过呢，多知道一些东西总归是有好处的。知道其原理，我们才能更好的写出高质量的代码，更好的提高我们的工作效率。

gcc编译C/C++的编译过程可以分为4个阶段：

1.预处理（Preprocess：生成 .i 的文件
    2. 编译(Compilation)：将预处理后的文件不转换成汇编语言, 生成文件 .s 
    3. 汇编 （Assembly：由汇编变为目标代码(机器代码)生成 .o 的文件
    4. 链接（Linking）：连接目标代码, 生成可执行程序

## 预处理 ##

预处理其实就是对程序中的伪指令(\#开头的指令)和特殊符号进行处理的过程。  
其中伪指令包括宏定义指令、条件编译指令以及头文件包含指令。

预编译过程中的主要处理规则如下：

1.删除#define定义，并且展开所有的宏定义
    2.处理所有的条件编译指令，如#ifdef...
    3.处理#include指令 ,将被包含文件插入到指令位置，实质上和宏定义一样，只不过这里是展开文件内容
    4. 删除源代码中的注释 
    5. 添加行号以及标识

那么，我们还是以HelloWorld程序作为我们的示例程序吧。

这里我么就不用集成IDE了，我们直ssh到我们的linux机器。

首先我们找一个目录，然后编写一个helloWorld程序：

//编辑代码
    vi hello.c
    
    // 查看文件内容
     ls
    hello.c
    
    // -n 参数可以显示行号
    cat -n hello.c
         1  #include <stdio.h>
         2
         3  //函数入口
         4  int main(int argc, char *argv[])
         5  {
         6      // 打印欢迎语句
         7      char hello[] = "Hello,Linux C++!";
         8      printf("%s",hello);
         9      return 0;
        10  }

接下来我们执行gcc的预处理命令：

gcc -E hello.c -o hello.i

可以看到目录下会生成hello.i 文件：  
![在这里插入图片描述][20190129002324600.png]

我们可以查看一下hello.i的内容：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Fpbmd5dWxvdmU_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
可以看到，include被替换，注释被删除了。。。

## 编译 ##

编译过程就是把预处理完成的文件进行一系列的词法分析，语法分析。。。然后生成对应的汇编文件。默认情况gcc不会生成后缀为.s的汇编文件，如果需要我们需要使用-S选项。

语法：

gcc -S hello.i -o hello.s

生成的汇编文件代码，这里我贴出来，说实话看不太懂。。。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Fpbmd5dWxvdmU_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 汇编 ##

汇编就是将汇编代码转化为机器可以执行的二进制代码。

语法：

gcc -S hello.s -o hello.o

至于查看hello.o可以使用下面的命令：

hexdump hello.o

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Fpbmd5dWxvdmU_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
hello.o是二进制文件。

## 链接 ##

这个阶段主要是为了解决多个文件之间的符号引用的问题。  
就拿hello.c来说，我们在程序中使用了printf函数，但是我们并没有其声明和实现。可能有朋友会说，我们不是引用了stdio.h吗？是的，我们确实在我们的文件中引用了头文件，可问题是头文件中也只会有printf的声明，而在实际的运行中，我们需要函数的实现。所以我们可以将链接这个过程描述为：我知道你是谁，但我们要明确你在哪里？

gcc会在系统默认的搜索路径：/user/lib64 下去查找。  
![在这里插入图片描述][20190129005328669.png]

语法：

gcc hello.o -o hello

最后运行：

./hello

![在这里插入图片描述][20190129010125683.png]  
我也没有详细的研究过相关知识，这里讲的难免会有偏差，只是知道这几个过程大体是在做什么，更多的内容还是建议大家找一些官方权威资料学习。

[20190129002324600.png]: /images/20220322/b6e03c3d7143418f965b37f09fa84aba.png
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[20190129005328669.png]: /images/20220322/ad3686278db64dcba2cc4ea44f986e76.png
[20190129010125683.png]: /images/20220322/75fe4ed12056485ca6eee2836d82c52b.png