【Linux】开发工具＜gcc/g++＞

🌈前言

本篇文章进行gcc/g++的学习！！！

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🌷1、源代码生成可执行文件的过程

• 预处理：宏替换、展开头文件、去注释、条件编译

• 编译：检查语法，将源文件翻译成汇编语言

• 汇编：将汇编语言翻译成"可重定位二进制文件"

• 链接：链接动静态库、头文件，生成可执行文件/库文件

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🌸2、gcc如何完成源代码生成可执行文件

• 格式：gcc [选项] 待编译的源文件 [选项] [目标文件]

🌸2.1、预处理

• 预处理功能主要包括宏定义、文件包含、条件编译、去注释等等…

• 预处理指令是以#号开头的代码行

• 实例：gcc –E hello.c –o hello.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

[lyh_sky@localhost lesson9]$ cat hello.c 
#include 
#define N 100

int main()
{
    //printf("hello world\n");
    //printf("hello world\n");
    //printf("hello world\n");
    printf("hello world\n");
#ifdef DEBUG
    printf("hello debug\n");

#else
    printf("hello release\n");

#endif
    return 0;
}

// 从现在开始进行程序的翻译，当进行到预处理结束后就停下来
[lyh_sky@localhost lesson9]$ gcc -E hello.c -o hello.i
[lyh_sky@localhost lesson9]$ ls
hello.c  hello.i
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观察下面预处理后和源代码，发现宏已经替换，注释已经去掉，条件编译后

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🌹2.2、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 hello.i –o hello.s

[lyh_sky@localhost lesson9]$ ls
hello.c  hello.i

// 从现在开始进行程序的翻译，当进行到编译结束后就停下来
[lyh_sky@localhost lesson9]$ gcc -S hello.i -o hello.s
[lyh_sky@localhost lesson9]$ ls
hello.c  hello.i
[lyh_sky@localhost lesson9]$ gcc -S hello.i -o hello.s
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观察以下文件，预处理文件已经变成汇编代码

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🍀2.3、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 hello.s –o hello.o

// 从现在开始进行程序的翻译，当进行到汇编结束后就停下来
[lyh_sky@localhost lesson9]$ gcc -c hello.s -o hello.o
[lyh_sky@localhost lesson9]$ ls
hello.c  hello.i  hello.o  hello.s
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观察以下文件，汇编代码已经完全变成二进制机器码

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🍁2.4、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 hello.o –o hello

// 直接生成可执行程序后停止
[lyh_sky@localhost lesson9]$ gcc hello.o -o hello
[lyh_sky@localhost lesson9]$ ls
hello  hello.c  hello.i  hello.o  hello.s
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🍃2.5、函数库

[lyh_sky@localhost lesson9]$ ls
hello  hello.c  hello.i  hello.o  hello.s
[lyh_sky@localhost lesson9]$ ./hello.o
bash: ./hello.o: 权限不够
[lyh_sky@localhost lesson9]$ chmod u+x hello.o
[lyh_sky@localhost lesson9]$ ls -l hello.o
-rwxrw-r--. 1 lyh_sky lyh_sky 1568 10月 30 00:39 hello.o
[lyh_sky@localhost lesson9]$ ./hello.o
bash: ./hello.o: 无法执行二进制文件
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为什么无法执行目标文件呢？

• 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?

• 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,这样能实现函数“printf”了，而这也就是链接的作用

ls /lib64/libc*

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🍄2.6、函数库一般分为静态库和动态库两种

• 静态库是指编译链接时，把库文件的代码全部拷贝到可执行文件中，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，在Linux后缀名一般为[.a]

• 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

动态库的优缺点：

• 优点：大家共享一个库，可以节省资源
• 缺点：一旦库缺失，会导致几乎所有的程序失效！！！

静态库的优缺点：

• 不依赖任何库，程序可以独立运行
• 浪费资源

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🍂3、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.
• -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

gcc选项记忆：esc（键盘左上角） iso（镜像文件）