一、背景知识
在Linux系统中,GCC是一个非常重要的工具,因为它使得开发者可以使用C和C++等语言编写高性能的程序。它主要包括四个方面:
预处理(进行宏替换)
编译(生成汇编)
汇编(生成机器可识别代码)
连接(生成可执行文件或库文件)
二、gcc具体实现
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 text.c –o text.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。
练习展示:
首先用vim编辑一个text.c文件:(如果对vim不了解可以进我主页进行学习)
接下来我们进行预处理并查看:
我们可以发现,经过预处理后的代码,我们写的注释不见了,且前741行都是我们的头文件展开,而且我们的M被替换为了100。
2、编译(生成汇编)
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 text.i –o text.s
练习展示:
由图可以看出,之前写的C语言代码都变成了汇编语言。
3、汇编(生成机器可识别代码)
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 text.s –o text.o
接下来我们可以看出来,从这里开始形成了二进制指令。
4、连接(生成可执行文件或库文件)
在成功编译之后,就进入了链接阶段。
实例: gcc text.o –o text
5、完整展示
6、函数库概念
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
库函数有两种:静态库和动态库
6.1静态库
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"
静态库总结:
优点:不依赖库,同类型平台中都可以直接运行使用
缺点:可执行程序体积比较大,比较浪费资源---资源磁盘,内存,网络等资源
6.2动态库
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:
gcc hello.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。
动态库总结:
优点:比较节省资源,不会出现太多的重复代码
缺点:对库的依赖性比较强,一旦库丢失,所有使用这个库的程序都无法运行
7、gcc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
8.gcc理解记忆
gcc的实现过程中,预处理-E,编译-S,汇编-c,是不是像我们键盘左上角的ESC键呢?要记得c是小写哦!
结语:Linux编译器关于vim使用的分享到这里就结束了,没有进行展示的操作大家可以自行练习,希望本篇文章的分享会对大家的学习带来些许帮助,如果大家有什么问题,欢迎大家在评论区留言~~~