GCC编译过程

Posted 2020-07-22 Zero to One

以下是C程序一般的编译过程：

 

gcc的编译流程分为四个步骤，分别为：
· 预处理（Pre-Processing）

　　对C语言进行预处理，生成*.i文件。
· 编译（Compiling）

　　将上一步生成的*.i文件编译生成汇编语言文件，后缀名为*.s
· 汇编（Assembling）

　　将汇编语言文件*.s经过汇编，生成目标文件，后缀名为*.o
· 链接（Linking）

　　将各个模块的*.o文件链接起来，生成最终的可执行文件

 

示例代码：

1 //hello.c源代码
2 
3 #include<stdio.h>
4 int main()
5 {
6     printf("Hello World!\n");
7     return 0;
8 }

 

1.预编译

gcc -E hello.c -o hello.i

编译器对各种预处理指令（#include #define #ifdef 等#开始的代码行）进行处理，还要删除注释，添加行号和文件名标识。

预处理器（cpp）根据以字符#开头的命令（directives），修改原始的C程序。如hello.c中#include <stdio.h>指令告诉预处理器读系统头文件stdio.h的内容，并把它直接插入到程序文本中去。结果就得到另外一个C程序，通常是以.i作为文件扩展名的。

 

 

2.编译

gcc -S hello.i -o hello.s

编译过程是把预处理完的文件进行一系列的词法分析、语法分析、语义分析及优化后生产相应的汇编代码文件。。

 

3.汇编

gcc -c hello.s -o hello.o

汇编过程是编译器把汇编代码转换与计算机可认识的二进制文件。

 

4.链接

gcc hello.o -o hello

在这个源程序中并没有定义”printf”的函数实现，且在预编译中包含进的”stdio.h”中也只有该函数的声明，而没有定义函数的实现，因为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。

函数库一般分为静态库和动态库两种。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。
（Linux下动态库文件的扩展名为".so"（Shared Object）。按照约定，所有动态库文件名的形式是libname.so（可能在名字中加入版本号）。这样，线程函数库被称作 libthread.so。静态库的文件名形式是libname.a。共享archive的文件名形式是libname.sa。共享archive只是一种过渡形式，帮助人们从静态库转变到动态库。）
完成了链接之后，gcc就可以生成可执行文件