【Linux系统】gcc编译器的使用

一、C程序编译的过程

1. 预处理（进行宏替换/去注释/条件编译/头文件展开等)

• 预处理指令是以#号开头的代码行。
• 头文件展开是指：把头文件中的相关内容直接拷贝到源文件中（所以预处理完毕后就不需要用到头文件了）
• 预处理后的文件以 “.i”为后缀。

2. 编译（生成汇编代码)

• 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。
• 编译后的文件以 “.s”为后缀。

3. 汇编（生成机器可识别代码）

• 在这个阶段中，gcc 把汇编代码转化为二进制代码目标文件
• 汇编后的文件以 “.o”为后缀。

4. 链接（生成可执行文件或库文件)

• 链接多个目标文件（至少一个）和 库文件 形成可执行文件

二、gcc编译C程序

1.一步到位（直接从c程序文件到可执行程序）

首先得写一个c程序：

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 4
-rw-rw-r-- 1 zh zh 75 May 10 16:35 code.c
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ vim code.c

1. gcc c程序（对c程序进行编译生成名为 a.out 的可执行程序）

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ gcc code.c
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 16
-rwxrwxr-x 1 zh zh 8360 May 10 16:54 a.out
-rw-rw-r-- 1 zh zh   75 May 10 16:35 code.c
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ./a.out
hello world

2. gcc c程序 -o 指定生成的文件名（对c程序进行编译生成指定文件名的可执行程序）
   或 gcc -o 指定生成的文件名 c程序（两种写法都能达到同样效果）

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 4
-rw-rw-r-- 1 zh zh 75 May 10 16:35 code.c
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ gcc code.c -o code
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 16
-rwxrwxr-x 1 zh zh 8360 May 10 16:58 code
-rw-rw-r-- 1 zh zh   75 May 10 16:35 code.c
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ./code
hello world

2.分步骤拆解（预处理—>编译—>汇编—>链接）

2.1 预处理

gcc -E c文件 -o 生成的文件
（-E 的作用：开始进行c程序的翻译，当预处理阶段完毕后翻译就停止）

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 4
-rw-rw-r-- 1 zh zh 75 May 10 16:35 code.c
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ gcc -E code.c -o code.i 
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 24
-rw-rw-r-- 1 zh zh    75 May 10 16:35 code.c
-rw-rw-r-- 1 zh zh 16872 May 10 17:11 code.i

我们怎么知道生成的 code.i 到底是不是c程序预处理后的文件，打开看看就知道了：

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ vim code.i

发现 code.i 文件竟然变成足足843行，这就是预处理过程中头文件<stdio.h>展开的作用；而且 code.i 文件仍然是c代码，证明还没经过 编译阶段；种种迹象表明 code.i 就是 code.c 只经过预处理后的文件

2.2 编译

gcc -S c文件/预处理后的c文件 -o 生成的文件
（-S 的作用：开始进行c程序的翻译，当编译阶段完毕后翻译就停止）

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 24
-rw-rw-r-- 1 zh zh    75 May 10 16:35 code.c
-rw-rw-r-- 1 zh zh 16872 May 10 17:11 code.i
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ gcc -S code.i -o code.s
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 28
-rw-rw-r-- 1 zh zh    75 May 10 16:35 code.c
-rw-rw-r-- 1 zh zh 16872 May 10 17:11 code.i
-rw-rw-r-- 1 zh zh   447 May 10 19:38 code.s

打开 code.s 文件观察：

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ vim code.s

code.s 文件中的内容是汇编代码，表明 code.s 是 c程序 经过编译阶段后的文件

2.3 汇编

（1）gcc -c c文件/预处理后的c文件/编译后的c文件 -o 生成的文件
（-c 的作用：开始进行c程序的翻译，当汇编阶段完毕后翻译就停止）
（2）gcc -c c文件/预处理后的c文件/编译后的c文件
（汇编后自动生成以 .o 为后缀的同名文件）

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 28
-rw-rw-r-- 1 zh zh    75 May 10 16:35 code.c
-rw-rw-r-- 1 zh zh 16872 May 10 17:11 code.i
-rw-rw-r-- 1 zh zh   447 May 10 19:38 code.s
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ gcc -c code.s -o code.o
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 32
-rw-rw-r-- 1 zh zh    75 May 10 16:35 code.c
-rw-rw-r-- 1 zh zh 16872 May 10 17:11 code.i
-rw-rw-r-- 1 zh zh  1496 May 10 19:45 code.o
-rw-rw-r-- 1 zh zh   447 May 10 19:38 code.s

打开 code.o 文件观察：

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ vim code.o

code.o 文件中的内容全是乱码，实际上就是二进制代码，二进制文件得使用专门的方式查看，否则看到得就是乱码。这表明 code.o 是 c程序 经过汇编阶段后的文件

2.4 链接

gcc c文件/预处理后的c文件/编译后的c文件/汇编后的c文件 -o 生成的文件

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 32
-rw-rw-r-- 1 zh zh    75 May 10 16:35 code.c
-rw-rw-r-- 1 zh zh 16872 May 10 17:11 code.i
-rw-rw-r-- 1 zh zh  1496 May 10 19:45 code.o
-rw-rw-r-- 1 zh zh   447 May 10 19:38 code.s
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ gcc code.o -o code.exe
[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ls -l
total 44
-rw-rw-r-- 1 zh zh    75 May 10 16:35 code.c
-rwxrwxr-x 1 zh zh  8360 May 10 20:10 code.exe
-rw-rw-r-- 1 zh zh 16872 May 10 17:11 code.i
-rw-rw-r-- 1 zh zh  1496 May 10 19:45 code.o
-rw-rw-r-- 1 zh zh   447 May 10 19:38 code.s

链接后形成可执行文件，可以直接运行：

[zh@iZbp1dr1jtgcuih41mw88oZ ~]$ ./code.exe
hello world