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[导读] 一、C/C++文件的编译过程: 先来看一下gcc的使用方法和常用选项 提示:gcc --help Ⅰ、使用方法: gcc [选项] 文件名 Ⅱ、常用选项:

一、C/C++文件的编译过程: 先来看一下gcc的使用方法和常用选项

提示:gcc --help

Ⅰ、使用方法: gcc [选项] 文件名 Ⅱ、常用选项: 选项 含义 -v 查看gcc编译器的版本,显示gcc执行时的详细过程 -o Place the output into ;指定输出文件名为file,这个名称不能跟源文件名同名 -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 一个C/C++文件要经过预处理(preprocessing)、编译(compilation)、汇编(assembly)、和连接(linking)才能变成可执行文件。

以下列程序为例,追层来分析编译过程。
hello.c:

#include 

#define   MAX  20 
#define   MIN  10 

#define  _DEBUG
#define   SetBit(x)  (1<
① 预处理: gcc -E -o hello.i hello.c

预处理就是将要包含(include)的文件插入原文件中、将宏定义展开、根据条件编译命令选择要使用的代码,最后将这些代码输出到一个“.i”文件中等待进一步处理。
② 编译: gcc -S -o hello.s hello.i

编译就是把C/C++代码(比如上面的”.i”文件)“翻译”成汇编代码。 ③ 汇编: gcc -c -o hello.o hello.s

.o:object file(OBJ文件) 这里表现为二进制目标文件:

汇编就是将第二步输出的汇编代码翻译成符合一定格式的机器代码,在Linux系统上一般表现位ELF目标文件(OBJ文件)。 ④ 链接: gcc -o hello hello.o

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。
总结:在编译过程中。除非使用了”-c”,“-S”,或”-E”选项(或者编译错误阻止了完整的过程),否则统一完整链接步骤。

譬如:gcc hello.cgcc -o hello hello.c都已经完成链接操作。

又如:gcc -c -o hello.o hello.c

二、链接原理: gcc -c -o hello.o hello.c 不作最后一步链接,得到hello.o二进制OBJ文件 gcc -v -o hello hello.o 我们来看一样链接过程是怎样的:
book@www.100ask.org:/work/gcc_options/1th$ gcc -v -o hello hello.o
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/lto-wrapper
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-5/README.Bugs --enable-languages=c,ada,c++,java,go,d,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --program-suffix=-5 --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --libdir=/usr/lib --enable-nls --with-sysroot=/ --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --with-default-libstdcxx-abi=new --enable-gnu-unique-object --disable-vtable-verify --enable-libmpx --enable-plugin --with-system-zlib --disable-browser-plugin --enable-java-awt=gtk --enable-gtk-cairo --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-5-amd64/jre --enable-java-home --with-jvm-root-dir=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-5-amd64 --with-jvm-jar-dir=/usr/lib/jvm-exports/java-1.5.0-gcj-5-amd64 --with-arch-directory=amd64 --with-ecj-jar=/usr/share/java/eclipse-ecj.jar --enable-objc-gc --enable-multiarch --disable-werror --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --enable-multilib --with-tune=generic --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 5.4.0 20160609 (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4)
COMPILER_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/
LIBRARY_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/../../../x86_64-linux-gnu/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/../../../../lib/:/lib/x86_64-linux-gnu/:/lib/../lib/:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/:/usr/lib/../lib/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/../../../:/lib/:/usr/lib/
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-o' 'hello' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/collect2 -plugin /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/liblto_plugin.so -plugin-opt=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/lto-wrapper -plugin-opt=-fresolution=/tmp/ccbhavbV.res 
 -plugin-opt=-pass-through=-lgcc -plugin-opt=-pass-through=-lgcc_s 
 -plugin-opt=-pass-through=-lc -plugin-opt=-pass-through=-lgcc 
 -plugin-opt=-pass-through=-lgcc_s --sysroot=/ --build-id 
 --eh-frame-hdr -m elf_x86_64 --hash-style=gnu --as-needed 
 -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 -z relro 
 -o hello 
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/../../../x86_64-linux-gnu/crt1.o 
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/../../../x86_64-linux-gnu/crti.o 
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/crtbegin.o 
 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5 
 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/../../../x86_64-linux-gnu 
 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/../../../../lib 
 -L/lib/x86_64-linux-gnu -L/lib/../lib 
 -L/usr/lib/x86_64-linux-gnu -L/usr/lib/../lib 
 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/../../..  
 hello.o 
 -lgcc --as-needed -lgcc_s --no-as-needed -lc -lgcc --as-needed -lgcc_s --no-as-needed 
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/crtend.o 
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/../../../x86_64-linux-gnu/crtn.o
book@www.100ask.org:/work/gcc_options/1th$
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。 ① 动态链接: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。

默认使用动态链接:gcc -o hello_shared hello.o

② 静态链接: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,不过静态链接生成的程序体积较大。

gcc -static -o hello_static hello.o

③ -nostartfiles

不链接系统标准启动文件,而标准库文件仍然正常使用:
gcc -v -nostartfiles -o hello hello.o

④ -nostdlib(最常用)

不链接系统标准启动文件和标准库文件:
gcc -v -nostdlib -o hello hello.o


- 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。
- 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。

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