【Linux】gcc编译器

1、背景

在Linux中，C语言的编译肯定需要编译器来进行，这个编译器就是gcc编译器。

接下来会从翻译的不同阶段介绍gcc的功能。

2、翻译过程

我们都知道，对于C语言程序，从源文件到可执行程序要进行 预处理-编译-汇编-链接

2.1 预处理

在预处理中，需要完成头文件的展开、宏替换、去注释、条件编译等工作

调用cpp进行预处理，生成以.i为后缀的预处理文件，在预处理过程中，对源代码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析

参数：

-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

-o

制定目标名称, 默认的时候, gcc 编译出来的文件是 a.out, 通过 -o参数可以改掉

实例：

gcc -E hello.c -o hello.i
//因为头文件的展开和其他进程的完成，简单的输出hello 程序预处理后也会变成800多行代码
gcc -E hello.c > text.txt
//将预处理过代码重定向到文本文件中

2.2 编译

当程序在编译时，gcc 会检查代码是否有语法错误，了解代码基本内容，检查无误就会把代码翻译为汇编语言。

汇编语言中包含源文件的部分内容，所以也可以说该文件为 C 语言汇编代码

参数：

-S

只激活预处理和编译，就是指把文件编译成为汇编代码

-o

制定目标名称, 默认的时候, gcc 编译出来的文件是 a.out, 通过 -o参数可以改掉

实例：

gcc -S hello.c -o hello.s
//将生成 .s 的汇编代码，可以用文本编辑器察看

2.3 汇编

汇编这个过程是把汇编代码转换成二进制文件（不能被执行），由汇编语言转成目标语言（机器语言）

参数：

-c

只激活预处理,编译,和汇编,也就是他只把程序做成obj文件

-o

制定目标名称, 默认的时候, gcc 编译出来的文件是 a.out, 通过 -o参数可以改掉

实例：

gcc -c hello.c -o hello.o
//生成.obj 文件

2.4 链接

链接过程就是将程序和对应的库链接起来，编译器会自动识别语言

参数：

-o

制定目标名称, 默认的时候, gcc 编译出来的文件是 a.out, 通过 -o参数可以改掉

实例：

gcc hello.o -o hello
//或者用以下写法也可以完成链接
gcc hello.o

2.5 总过程

对于整个翻译过程，我们平时可以直接用gcc hello.c即可生成可执行文件

3、动、静态链接库

C语言程序翻译过程中的链接环节，由于接口功能的实现并不是由我们自己完成，还需要调用库中的库函数才能生成可执行文件。

由此可见，调用库是翻译中的重要环节。

3.1 查看库

我们可以用下面的代码来查看某程序链接了哪些库：

ldd filename

我们在Linux中编写C语言程序也是因为Linux系统内置了库，可通过下面的代码来查看系统内置的头文件：

ls/usr/include/

3.2 库分类

Linux下，库分为两类：

• 静态库（libname .a）
• 动态库（libname .so）

不同的库对应的链接方式也不同

静态库必须静态链接，动态库必须动态链接

两种连接方式各有优缺点：

动态库：

动态库,也称为共享库。在链接的时候，并没有把相应的库文件加载到可执行程序中，而是在运行的时候，拷贝库中所需代码的地址到可执行程序中相关的位置。通过这种链接方式，使用动态库就大大节省了内存损耗。

由于动态库链接时，是通过地址链接的。所以只要我们的动态库缺失，程序便无法运行。

静态库：

静态库在编译链接时把库文件的代码加载到可执行程序中。

这种链接方式导致生成文件体积大。文件数目一多内存就会占用很多。

静态链接就使得程序不依赖于库。库出了问题也没事，因为代码已经加载到程序中了。

注：Linux默认采用动态链接。

3.3 链接使用

这里只介绍静态链接，因为Linux默认采用动态链接。

静态链接：

gcc hello.c -static

执行完后我们会发现程序体积会比动态链接大得多

4、gcc参数总结

选项	解释
-c	只编译并生成目标文件。
-E	只运行 C 预编译器。
-g	生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
-o FILE	生成指定的输出文件。用在生成可执行文件时。
-O0	不进行优化处理。
-O 或 -O1	优化生成代码。
-O2	进一步优化。
-O3	比 -O2 更进一步优化，包括 inline 函数。
-static	禁止使用共享连接。
-w	不生成任何警告信息。
-O2	进一步优化。
-O3	比 -O2 更进一步优化，包括 inline 函数。
-static	禁止使用共享连接。
-w	不生成任何警告信息。
-Wall	生成所有警告信息。