gcc/g++ 实战之编译过程

Posted 2020-07-20 jason来自星星

gcc和g++分别是GNU(一个开源组织）的c&c++编译器

 

对于.c后缀的文件，gcc把它当做是C程序，g++当做是C++程序；对于.cpp后缀的文件，gcc和g++都会当做c++程序。gcc可以根据后缀名为.c或.cpp分别按c程序和c++程序来编译，但是g++无论是.c或.cpp都统一按c++程序来编译。

 

编译阶段，g++会调用gcc，链接阶段通常会用g++来完成，g++在编译的过程中，其实是调用gcc按照c++程序来编译的。即编译工作最终都是由gcc来完成的。这是因为gcc命令不能自动和c++程序使用的库连接。而g++则会自动调用链接的c++库。

gcc可以用来编译c++但是它不会自动调用链接的c++库，你需要自己手动链接，使用如下命令：

gcc main.cpp -lstdc++

注：main.cpp -lstdc++ 位置不能换，换了位置笔者编译出现了 main.cpp:(.text+0x2d):undefined reference to`std::cout\' 等一系列的错误

gcc/g++在执行编译工作的时候，分为以下四个过程：

1.预处理，生成.i的文件
2.将预处理后的文件转换成汇编语言，生成.s文件
3.汇编变为目标代码(机器代码)生成.o的文件
4.连接目标代码,生成可执行程序

下面用个小例子说明这四个过程：

 //建个main.cpp

//This is the test code
 #include <iostream>

 using namespace std;  

 #define pi 3.14
 static int t = 1; 

 int main()
 {
  　　cout<<"Hello World: The t+pi is "<<t+pi<<endl;
  　　return 0;
  } 

 

 

（1）预处理阶段

g++ -E main.cpp > main.i 

 

预处理后的文件 linux下以.i为后缀名，这个过程只激活预处理，不生成文件,因此你需要把它重定向到一个输出文件里 。

 

这一步的功能：

宏的替换，还有注释的消除，还有找到相关的库文件，将#include文件的全部内容插入。若用<>括起文件则在系统的INCLUDE目录中寻找文件，若用" "括起文件则在当前目录中寻找文件。

用编辑器打开main.i会发现有很多很多代码，你只需要看最后部分就会发现，预处理做了宏的替换，还有注释的消除，可以理解为无关代码的清除。

 

cat main.i

 

下面是main.i文件的最后部分，可以看见宏的替换和注释的消除。

 

 

（2）将预处理后的文件转换成汇编语言,生成.s文件

g++ -S main.cpp

这一步的功能：

生成main.s文件，.s文件表示是汇编文件，用编辑器打开就都是汇编指令。

cat main.s

 

下面是main.s文件的一部分：

 

（3）汇编变为目标代码(机器代码)生成.o的文件

 

g++ -c main.cpp 

 

这一步的功能：

.o是gcc生成的目标文件，用编辑器打开就都是二进制机器码。

 

 

cat main.o

 

 

下面是main.o文件的一部分:

 

（4）连接目标代码，生成可执行程序

g++ main.o -o main //生成的可执行程序名为main ，如果执行命令 g++ main.o  这样默认生成a.out，也就是main与a.out是一个只是名字不同而已

 

下面是main文件的一部分:

 

 

 

ls

 

./main

 

 

在成功编译之后，就进入了链接阶段。在这里涉及到一个重要的概念：函数库(可以这么理解就是不带main（）函数的.cpp生成的)。

读者可以重新查看这个小程序，在这个程序中并没有定义”cout”的函数(准确说cout不是函数，cout却很独特：既不是函数，似乎也不是C++特别规定出来的像if，for一类有特殊语法的“语句”，其实说到底还是函数调用，不过这函数有些特殊，用的是运算符重载，确切地说是重载了“<<”运算符。这里如果用pritf()函数说明会更好，暂且当做函数理解吧）实现，且在预编译中包含进的”iostream”中也只有该函数的声明，而没有定义函数的实现，那么，是在哪里实现”cout”函数的呢？系统把这些函数实现都被做到名为stdc++的库文件中去了，在没有特别指定时，g++会到系统默认的搜索路径”/usr/lib”下进行查找，也就是链接到stdc++库函数中去，这样就能实现函数”cout”了，而这也就是链接的作用。

函数库一般分为静态库和动态库两种。

下一篇将具体介绍。