Linux之gcc编译器——无往而不胜

一，gcc简介

gcc : GNU Compiler Collection

特点：功能强大、功能灵活、多平台（X86、Arm）；既支持宿主的开发，又支持交叉编译。

二，gcc编译程序过程（以test.c为例）

一个C\C++程序至少需要预处理（preprocessing）、编译（compilation）、汇编（assembly）、链接（linking）这四步才能称为可执行文件。下面进行详细介绍：

- 预处理（Pre-Processing）
此过程主要处理C源文件中的”#ifdef”、”#include”、”#define”等预处理命令，宏定义展开，并且将inculde文件插入到 .i文件中”。编译时使用-E选项便可生成中间文件:
[shell]$ gcc -E test.c -o test.i

- 编译（Compiling）
此过程主要对预处理后的文件进行编译，生成汇编文件“* .s ”。编译时使用-S选项便可生成中间文件：
[shell]$ gcc -S test.i -o test.s

- 汇编（Assembling）
此过程将汇编文件转换成二进制机器代码“ *.o ”。使用-c选项便可生成中间文件：
[shell]$ gcc -c test.s -o test.o

- 链接（Linking）
此过程将二进制机器代码文件（*.o）与系统库的机器代码文件及库文件汇集成一个可执行的为二进制代码文件。使用如下命令：
[shell]$ gcc test.o -o test

最终生成可可执行文件test。实际操作时，gcc会将其合并成一个步骤来进行
[shell]$ gcc test.c -o test

三，gcc用法

            gcc    [options]    [filenames]

选项：

选项	功能
-E	Preprocess only; do not compile, assemble or link;只预处理，不会编译、汇编、链接
-S	Compile only; do not assemble or link; 只编译，不会汇编、链接；
-c	Compile and assemble, but do not link; 编译和汇编，不会链接；
-v	查看gcc编译器的版本，显示gcc执行时的详细过程
-o	指定文件输出名

小结：
1）输入文件的后缀名和选项共同决定gcc到底执行那些操作。

2）在编译过程中，除非使用了-E、-S、-c选项(或者编译出错阻止了完整的编译过程)
否则最后的步骤都是链接。

例：
方式1：
gcc hello.c
输出一个a.out，然后./a.out来执行该应用程序。

gcc -o hello hello.c
输出hello，然后./hello来执行该应用程序。

方式2：
gcc -E -o hello.i hello.c只进行预处理，而不进行编译、汇编、链接,生成中间文件hello.i

gcc -S -o hello.s hello.i只进行编译，而不进行汇编和链接，生成中间文件hello.s

gcc -c -o hello.o hello.s只进行汇编，而不进行链接，生成中间文件hello.o[o:object file(OBJ文件)]

gcc -o hello hello.o只进行链接操作。最终生成可执行文件hello

方式3：
gcc -c -o hello.o hello.c.c后缀的默认操作为预处理、编译、汇编，gcc默认对.c文件进行预处理，-c选项指定的操作是编译和汇编；生成中间文件hello.o

gcc -o hello hello.o.gcc将hello.o文件执行链接操作，

四，链接操作详解：

链接就是将汇编生成的OBJ文件、系统库的OBJ文件、库文件链接起来，最终生成可以在特定平台运行的可执行程序。

crt1.o、crti.o、crtbegin.o、crtend.o、crtn.o是gcc加入的系统标准启动文件，对于一般应用程序，这些启动是必需的。

-lc：链接libc库文件，其中libc库文件中就实现了printf等函数。

而执行gcc -v -nostdlib -o hello hello.o则会提示因为没有链接系统标准启动文件和标准库文件，而链接失败。

原因在于一般应用程序需要系统标准启动文件和标准库文件。这个-nostdlib选项常用于裸机/bootloader、linux内核等程序，因为它们不需要启动文件、标准库文件。

动态库链接：
动态链接使用动态链接库进行链接，生成的程序在执行的时候需要加载所需的动态库才能运行。

动态链接生成的程序体积较小，但是必须依赖所需的动态库，否则无法执行。

ldd hello用于查看hello文件链接了那些动态库

gcc -c -o hello.o hello.c

gcc -o hello_shared  hello.o

静态库链接：
静态链接使用静态库进行链接，生成的程序包含程序运行所需要的全部库，可以直接运行，因此，静态链接生成的程序体积较大。

gcc -c -o hello.o hello.c

gcc -o hello_shared  hello.o

gcc -static -o hello_static hello.o`