gcc中.c文件的转变过程

本文详细介绍了GCC编译C程序的过程,包括预处理、编译、汇编和链接四个步骤。通过示例展示了如何使用GCC命令逐阶段生成中间文件,最后得到可执行程序。

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实验过程

1.编写test.c

2.预处理

3.编译

4.汇编

5.连接


实验过程

​#include<stdio.h>
int main(void)
{
    printf("Hello World!\n");
    return 0;
}

​

1.编写test.c

一步到位编译:gcc test.c -o test

        该过程包括四个步骤:预处理(也称预编译,Preprocessing)、编译 (Compilation)、汇编 (Assembly)和连接(Linking)

2.预处理

gcc -E test.c -o test.i

        gcc 的-E 选项,可以让编译器在预处理后停止,并输出预处理结果。在本例中,预处理结果就是将 stdio.h 文件中的内容插入到 test.c 中了

3.编译

        预处理之后,可对生成的 test.i 文件编译,生成汇编代码

gcc -S test.i -o test.s

        gcc 的-S 选项,表示在程序编译期间,在生成汇编代码后,停止,-o 输出汇编代码文件

4.汇编

        对于上一小节中生成的汇编代码文件 test.s,gas 汇编器负责将其编译为目标文件

gcc -c test.s

5.连接

        gcc 连接器是 gas 提供的,负责将程序的目标文件与所需的所有附加的目标文件连接起来,最终生 成可执行文件。附加的目标文件包括静态连接库和动态连接库。

        对于上一小节中生成的 test.o,将其与C标准输入输出库进行连接,最终生成程序

test gcc test.o -o test

输入命令./test运行。

### 将 C 源文件 (.c) 编译为可执行文件 (out) 将一个 `.c` 文件编译成可执行文件通常涉及多个阶段,包括预处理、编译、汇编和链接。以下是这一过程的具体描述: #### 预处理阶段 在这个阶段,C 编译器会解析源代码中的宏定义 (`#define`) 和头文件包含指令 (`#include`) 并将其替换为实际的内容。这一步的结果是一个扩展名为 `.i` 的文件[^2]。 ```bash gcc -E test.c -o test.i ``` 上述命令表示使用 GCC 对 `test.c` 进行预处理操作,并将结果保存到 `test.i` 中。 --- #### 编译阶段 经过预处理之后的文件会被转换为汇编语言代码。此阶段主要负责语法分析以及优化等工作,最终生成的是带有 `.s` 扩展名的汇编文件。 ```bash gcc -S test.i -o test.s ``` 这里 `-S` 参数告诉 GCC 只需完成至汇编部分即可停止进一步的动作。 --- #### 汇编阶段 接着,在上一阶段产生的汇编代码被翻译成为机器码形式的目标文件(Object File),其默认具有 `.o` 结尾。 ```bash gcc -c test.s -o test.o ``` 注意这里的 `-c` 标志意味着仅做汇编而不进行后续链接工作。 --- #### 链接阶段 最后一个也是至关重要的步骤就是把之前得到的一个或者多个目标文件连同可能需要用到的标准库或者其他外部库结合起来形成完整的可以独立运行的应用程序——即我们所说的“可执行文件”。对于 Linux 系统来说,默认情况下如果没有特别指定输出名称的话,则会产生叫做 `a.out` 的二进制文件;而在 Windows 下则是以 `.exe` 作为结尾[^1]。 如果希望自定义输出的名字比如叫作 `program.out` ,那么可以通过如下方式实现: ```bash gcc test.o -o program.out ``` 这样就完成了整个从原始 C 源代码直至最后能够被执行的实际产物之间的转变流程说明[^3]。 --- ### 使用 Makefile 自动化构建 为了简化多文件项目的管理和维护成本,常常还会借助于像 GNU Make 工具配合专门编写好的 Makefile 来自动化以上提到过的各个子进程。例如下面展示了一个简单的例子用来演示如何利用 make 命令快速生产 final binary output named as 'world.out' : ```makefile CC=gcc SRCS=$(wildcard *.c) OBJS=$(SRCS:.c=.o) DEPS=$(SRCS:.c=.d) all: world.out %.o: %.c $(CC) -MMD -MP -c $< -o $@ world.out: $(OBJS) $(CC) $(OBJS) -o $@ -include $(DEPS) clean: rm -f $(OBJS) $(DEPS) world.out ``` 这段脚本不仅涵盖了基本的编译逻辑还加入了依赖跟踪机制以便当任意单个 source 或者 header 发生改变时都能精确识别哪些 component 应该重新计算从而提高效率减少冗余劳动量. --- ### 总结 综上所述,要将`.c`文件转化为可供计算机直接调用的形式需要经历四个重要环节分别是Preprocessing(预处理),Compilation(编译),Assembly(汇编)还有Linking(连接).每步都有各自特定的任务并且相互衔接紧密不可分割. ---
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