Linux之gcc编译器

C语言编译过程分析

一个.c文件的编译的全过程包括：

预处理（Preprocessing）：在预处理阶段，预处理器会读取C语言源代码，对其中的预编译指令（如#include，#define，#pragma等）进行处理。这一步会展开宏定义、处理条件编译指令、插入头文件内容、删除注释等。处理后的代码文件通常以.i为拓展名，但该文件还是C代码。

bash 复制代码

gcc -E hello.c -o hello.i
cpp hello.c -o hello.i

编译（Compilation）：在编译阶段，编译器将预处理后的代码转换为机器可识别的语言，也就是汇编代码。这一步包括语法分析、语义分析、检查代码的规范性，确保没有语法错误。处理后的代码通常以.s为扩展名。

bash 复制代码

gcc -S hello.i -o hello.s

汇编（Assembly）：在汇编阶段，汇编器将编译阶段生成的汇编代码转换为机器码，生成目标文件，通常以.o为扩展名，但该文件还不能执行。这一步还会生成调试信息和符号表。

bash 复制代码

gcc -c hello.s -o hello.o

链接（Linking）：在链接阶段，链接器将目标文件转化为可执行程序。这一步涉及函数库的调用和解决外部符号的引用。处理可重定位文件，把各种符号引用和符号定义转换成可执行文件中的合适信息，通常是虚拟地址。（符号决议）

bash 复制代码

gcc hello.o -o hello.out #.out为Linux下的常用扩展名
gcc hello.o -o hello.exe #.exe为Windows下常用拓展名

gcc指令使用

普通使用：

在上述分析过程中的每一个步骤，都可以直接使用gcc来直接将该阶段文件编译到最终结果：a.out

bash 复制代码

gcc hello.c #将c语言代码文件直接编译成a.out("直接"是指：这四步自动连续执行，不会跳过步骤的)
gcc hello.c -o hello #在上一行的基础上 将默认的a.out文件更名为hello

常用选项：

【-E】：执行预处理

【-S】：执行预处理、编译

【-c】：执行预处理、编译、汇编

【无参】：执行预处理、编译、汇编、链接

【-o】：为生成的文件进行重命名。

【-Wall】：Warning All----提示所有警报信息

【-v / --v / --version】查看gcc版本号

【-g】：包含调试信息

【-On n=0~3】：编译优化，n越大优化的越多

【-D<DEF>】编译时定义宏，尖括号与D之间没有空格

【-M】生成.c文件与头文件依赖关系以用于makefile，包括系统库的头文件

【-MM】生成.c文件与头文件的依赖关系以用于makefile，不包括系统库的头文件

这里我们可以看出，-S、-c等选项不止执行单步的操作，还会将前面的操作连带着进行下来。

【-v】选项：

只适用于查看版本号，给大家演示一下就过了：

【-Wall】选项：

我们可以看到，明显的问题就是：打印时没有给占位符传入一个数据会报错。我们编译一下试一下：

但是如果我们打开开启所有警报的选项后：

这些小的问题：未使用的变量，也会给出警报信息。

【-g】选项：

开启-g选项生成的文件包含调试信息，可以被gdb调试器进行调试，也就是我们所谓的断点调试的调试功能。如果没有-g选项，我们就无法进行调试，因为内部没有调试信息符号，不能被gdb识别。

我们可以看到hello文件和hello2文件都是由main.c通过gcc编译出来的文件，但二者大小有所差异，这个差异就是调试信息，但我们看不到。

【-On】选项：

编译优化，默认等级n=2。如果想关闭优化，那么就加上选项-On 0。

什么是优化呢？

假如一个文件中：

cpp 复制代码

int a=1;
a=0;
a=1;
a=0;
a=0;
a=1;

中间的哪些会被优化掉，最后只剩下：int a=1；a=1；

但是在嵌入式中，我们想使用a控制灯的开灭，那么优化掉的话，就不能准确表达中间状态了。此时就需要关闭优化。

【-D<DEF>】选项

该选项目的是向文件中注册一个宏。

在一个文件中：

cpp 复制代码

#include<stdio.h>

#ifdef HELLO
    #define HI 20
#endif

int main(){
    printf("%d",HI);
    return 0;
}

如果我们直接编译，编译器不认识HI这个宏，因为HI只有在HELLO这个宏被定义时才会被定义。

但是我们又不想在文件中定义，那么就可以使用选项向文件注册一个宏。多用于开发阶段。

分文件编译--情况一：

这个情况是：调用外部函数

如果在一个文件中写了一个函数，想在另一个函数中使用，那么我们可以这么使用：

第一步：建立被调用函数所在文件：thank.c

第二步：在调用的文件hello.c中，声明一下调用的函数。

第三步：在调用的文件hello.c中的main函数中，调用thank函数

第四步：使用gcc，分别传入thank.c和hello.c

bash 复制代码

gcc thank.c hello.c
#使用 -o选项可以为生成的可执行文件起名字

分文件编译--情况二：

这个情况是：包含头文件

如果我们使用头文件与源文件分离的方式编写代码，编译时我们可能会遇到的情况：

首先，我们在hpp文件夹下创建一个头文件和一个main.c文件，内容如下：

正常情况下，我们对main.c进行编译：

但是，假如我们的头文件没有放在当前文件夹下的话，就会出现问题，为了分析这个问题，我们将头文件放到上一层文件夹去：

此时，我们已经模拟出了头文件与源程序文件不在同一文件夹下的情况。我们现在尝试重新编译一下main.c文件：

此时我们可以看到，提示main.c文件中有错误，找不到thanks.h文件，程序的执行被中断。那么就必须要将两个文件放到一个文件夹下吗？不是的，我们可以使用选项来执行包含的头文件的路径：

这里有一个选项：-I(大写的 i)，后面是头文件所在的路径，选项与路径之间不一定需要空格，取决于个人习惯。-I的位置也可以放在紧跟gcc后面，也可以放在gcc所有参数后面，位置不限制。路径可以是相对路径也可以是绝对路径。

感谢大家！！！