Linux的学习之路：6、Linux编译器-gcc/g++使用

摘要

本文主要是说一些gcc的使用，g++和gcc使用一样就没有特殊讲述。

目录

摘要

一、背景知识

二、gcc如何完成

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、链接（生成可执行文件或库文件）

5、函数库

6、静态库和动态库

7、gcc选项

三、思维导图

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一、背景知识

GCC（GNU Compiler Collection）是由GNU开发的编程语言编译器套件，初衷是为GNU操作系统专门编写的一款编译器。GNU系统是彻底的自由软件，这里的“自由”指的是它尊重用户的自由。GCC支持的编程语言广泛，包括C、C++、Objective-C、Fortran、Java、Ada和Go等，并提供了这些语言的库，如libstdc++和libgcj等。

在GCC中，对于不同后缀的文件，它会有不同的处理方式。例如，对于.c后缀的文件，GCC会将其视为C程序；而对于.cpp后缀的文件，GCC和G++都会将其视为C++程序。此外，编译阶段，G++会调用GCC；但在连接阶段，通常会用G++来完成，因为GCC命令不能自动和C++程序使用的库连接。

在编译过程中，GCC/G++总共需要四步：第一步是预处理，生成.i的文件；第二步是将预处理后的文件转换成汇编语言，生成.s文件；第三步是将汇编语言变为目标代码（机器代码），生成.o的文件，在之前用vs中生成的就是.obj；最后一步是连接目标代码，生成可执行程序。

总的来说，GCC/G++是强大的编译器工具，广泛应用于各种编程环境和任务中，无论是用于程序开发、系统管理还是一般的文本编辑任务，都是不可或缺的工具。

二、gcc如何完成

格式：gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

1、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#号开头的代码行。
实例: gcc –E hello.c –o hello.i
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

就是去注释、宏替换、条件编译、头文件展开等等，如下方截图，可以看出注释的东西在预编译后就会消失。

2、编译（生成汇编）

C->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，如下方截图

3、汇编（生成机器可识别代码

汇编->可重定向二进制目标文件

汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件
读者在此可使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了
实例: gcc –c hello.s –o hello.o，如下方截图

4、链接（生成可执行文件或库文件）

链接多个.0、.obj->合成一个可执行文件exe

在成功编译之后,就进入了链接阶段。实例: gcc hello.o –o hello，如下方截图。

5、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，下面两行代码就是如果没有库的时候就可以自动下载

[ly@VM-24-9-centos learn]$ sudo yum install -y glibc-static

[ly@VM-24-9-centos learn]$ sudo yum install -y libstdc++-static
 

 

6、静态库和动态库

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,如下所示。 gcchello.o –o hello、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，如下方截图。

7、gcc选项

有下面这些选项

-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

三、思维导图