Ⅰ.gcc/g++是如何完成程序的翻译过程的？

在Linux中使用gcc进行编译使用格式：

1.gcc[选项]  要编译的文件 [选项] 目标文件

2.gcc[选项]  要编译的文件

第二种方式直接生成可执行文件a.out
第一种方式可以生成可执行文件并且可重命名。

要完成程序的翻译要经过4个过程：预处理，编译，汇编，链接。

①.预处理(宏替换)

1.预处理阶段主要功能是头文件展开，宏替换，去注释，条件编译。
2.预处理指令是以#为开头的命令
3.可以通过选项-E来查看预处理阶段的情况，选项-E的功能就是让程序在完成预处理后就停止，不要再进行编译了。
4.实例：gcc -E test.c -o test.i
5.选项-o是指生成目标文件，最后生成一个.i文件。

②.编译(生成汇编)

1.编译阶段，gcc首先会检查代码的规范性，语法是否有错误，待检查完毕，会将test.i文件中的代码转化为汇编语言。
2.可以通过选项-S来查看编译阶段的情况，选项-S的功能就是让程序在完成编译阶段后就停止，不要再进行汇编了。
3.实例：gcc -S test.i -o test.s
4.选项-o生成目标文件，最后生成一个.o文件

③.汇编(生成机器可识别代码)

1.汇编阶段，gcc会将汇编语言转化为二进制机器语言。最后会将’.s’文件转化生成一个’.o’目标文件
2.可以通过选项-c来查看汇编代码已转化成二进制目标代码。
3.实例：gcc -c test.s -o test.o
4.最终生成一个可重定位目标二进制文件，简称目标文件。

④.链接(生成可执行文件)

1.链接阶段主要功能是将目标文件链接生成可执行文件。
2.实例：gcc test.o -o test
3.最终生成了可执行文件test

你们知道printf函数是怎么使用的呢？函数的使用需要什么呢？
printf函数的使用分为三部分，第一部分就是函数声明，第二部分就是函数功能的实现，第三部分就是函数的调用了。
第一部分和第三部分我们都已经实现了，函数声明在头文件里，而预编译阶段就将头文件展开了，所以函数的声明自然有了,而在我们的代码中直接调用printf函数也实现了，那么问题来了，第二部分在哪实现的呢？
其实在链接过程中，链接的其实就是库。库里给我们提供各种函数方法的实现。

所以，头文件提供方法的声明+库文件提供的方法的实现+你的代码=你的软件。
而库文件又分为动态库和静态库，进而链接阶段又有动态链接和静态链接。

Ⅱ.动态库与静态库

问题：在C程序中我们在使用printf函数时，并没有定义函数的实现，而在预处理阶段只是将头文件展开，头文件里也只是有函数的声明，并没有函数的定义。那么到底是在哪里定义printf函数的呢？
答案：系统把这些函数的实现都放到名为lib.so.6的库文件中去了。在没有特别指定时，gcc会默认到/usr/lib路径下进行查找，也就是会链接到lib.so.6这个库文件。从而可以实现printf函数了。而链接过程就是将目标文件和库文件进行链接生成可执行程序。

其实库本质上就是一个源文件，经过一定翻译，只给提供一个文件即可，不用给你提供太多的源文件，也可以达到隐藏源文件的目的。它是有路径的。
库也有自己的命名规则，动态库的命名规则一般是：lib name.so.xxx
并且我们的机器上一般只有动态库，没有静态库，需要自己下载静态库。

下载C++的静态库
sudo yum intsall -y libstdc++-static
下载C的静态库
sudo yum install -y glibc-static

那我们的目标文件是如何跟库链接的呢？
链接过程又分为动态链接和静态链接。

①.动态链接

动态链接是指在链接过程中，没有将库文件中的代码拷贝到可执行文件中，而是在程序执行时由运行时链接文件加载库，也就是跳转到动态库文件里，然后再出来。这样可以减少系统开销。动态库一般后缀为.so 前面的lib.so.6就是动态库。gcc在链接时，会自动默认链接动态库，也就是进行动态链接。
1.动态库又称为共享库，每个可执行文件都可以使用。
2.动态库是不能缺失的，一旦对应的动态库缺失，就无法链接了，不仅这个可执行文件无法链接，其他可执行文件都无法链接了。
3.ldd命令可以查看生成的可执行程序是依赖动态库还是静态库的。

4.file命令可以查看生成的可执行程序是动态链接还是静态链接

②.静态链接

静态链接指在链接过程中，将静态库中的代码全部拷贝到可执行文件中，所以生成的文件比较大，但在运行时就不再需要库文件了。其后缀一般为’.a’
1.编译器在使用京要哭进行静态链接时，会将自己的方法拷贝到可执行文件中，然后改文件就不需要再依赖库文件了，可以随意执行起来。
2.在Linux中如果想要让程序进行静态链接，需要在链接过程后面加上-static
实例：gcc test.o -o test_static -static

3.ldd命令可以查看生成的可执行程序是依赖动态库还是静态库的。

4.file命令可以查看生成的可执行程序是动态链接还是静态链接

5.静态链接生成的可执行文件要比动态链接生成的可执行文件大，因为静态链接过程中，静态库将方法拷贝到可执行文件中，增大了文件的大小。

6.如果没有静态库，在链接过程后面加-static。这样是不行的。
7.如果没有动态库，但有静态库，并且gcc可以找到。那么当我们进行连接时，gcc默认会先链接动态库，但没有动态库，所以只能链接静态库。所以我们可以发现选项-static是改变了链接的优先级。
8.一个程序不一定全部都是静态链接或动态链接的。通常是混合链接。

③.总结：

动态库和静态库各有什么优缺点呢？
1.动态库：
【优点】动态库因为是共享库，可以有效的节省资源(节省磁盘空间，节省内存空间，节省网络空间)。
【缺点】动态库一旦缺失，会导致其他程序无法正常运行。
2.静态库：
【优点】静态库可以使程序执行时不依赖库，程序可以独立运行。
【缺点】生成的可执行文件体积太大，消耗资源。

Ⅲ.debug模式与release模式

1.程序的发布有两种方式，一种是debug模式，一种是release模式。
2.Linux gcc/g++生成的可执行程序默认是release默认。
3.debug模式发布的程序是可以追踪调试的。
4.要想以debug模式发布程序需要在生成可执行程序时在后面加上-g选项。

5.【问题】为什么debug模式发布的程序是可以追踪调试的？ 因为在形成可执行程序时候，程序中添加了debug信息。 那么我们可以知道，debug模式发布的程序的大小一定会比release模式发布的程序大小要大，因为要包含debug信息。

6.readelf -S 是用来读取可执行程序中二进制的构成的。我们可以用该命令来查看添加的debug信息

利用管道来查找test_debug可执行程序中的含debug的信息
readelf -S test_debug |grep -i debug