Linux进阶·如何在Ubuntu安装、调试、运行gcc/g++，以及如何进行多文件编译

[1. 简介](#1. 简介)

[2. 安装gcc](#2. 安装gcc)

[3. gcc的编译流程](#3. gcc的编译流程)

[3.1 预处理](#3.1 预处理)

[3.2 编译](#3.2 编译)

[3.3 汇编](#3.3 汇编)

[3.4 链接](#3.4 链接)

[4. gcc相关参数](#4. gcc相关参数)

[5. 多文件编译](#5. 多文件编译)

[6. gcc和g++的区别](#6. gcc和g++的区别)

1. 简介

gcc是Linux下的编译工具集，是GNU Compiler Collection的缩写，包含gcc, g++等编译器。这个工具集不仅包含编译器，还包含其他工具集，例如ar，nm等。

gcc是GNU项目中符合ANSI C标准的编译系统，能够编译用C、C++和Objective-C等语言编写的程序。gcc又是一个交叉平台编译器，它能够在当前CPU平台上为多种不同体系结构的硬件平台开发软件，因此尤其适合嵌入式领域的开发编译。

对于gcc支持的编译源文件的后缀名及其解释如下：

|-------------|----------------|
| 后缀名 | 所对应的语言 |
| .c | C源程序 |
| .C/.cc/.cxx | C++源程序 |
| .m | Objective-C源程序 |
| .i | 经过预处理的C源程序 |
| .ii | 经过预处理的C++源程序 |
| .s/.S | 汇编语言源程序 |
| .h | 预处理文件（头文件） |
| .o | 目标文件 |
| .a/.so | 编译后的库文件 |

2. 安装gcc

有些纯净版的 Linux 默认没有 gcc 编译器，需要自己安装，如果你不知道自己有没有安装gcc，可以输入一下命令进行查看：

cpp 复制代码

//查看 gcc 的版本
gcc -v
//或者
gcc --version


//查看 g++ 的版本
g++ -v
//或者
g++ --version

使用gcc -v查看如下：

下滑可以看到gcc当前的版本：

使用gcc --version可以看到，其显示的信息是比较少的，但版本信号是一样的：

使用g++ -v查看：

同样下滑可以看到当前版本：

使用g++ --version：

若是显示不是上面的，或者找不到gcc......，安装步骤如下：

cpp 复制代码

//需要管理权限
//bubutu上面安装
sudo apt update //更新本地的软件下载列别列表，得到最新的下载地址

sudo apt install gcc g++ //通过下载列表提供的地址下载安装包，并安装


//centos上面安装
sudo yum update

sudo yum install gcc g++

下面演示Ubuntu上下载：

3. gcc的编译流程

gcc的编译流程可分为四个阶段：预编译（预处理）→ 编译和优化 → 汇编 → 链接。

|-----------|----------------|-----------|
| 文件名后缀 | 说明 | gcc参数 |
| .c | 源文件 | 无 |
| .i | 预处理后的C文件 | -E |
| .s | 编译后得到的汇编语言的源文件 | -S |
| .o | 汇编后得到的二进制文件 | -c |

3.1 预处理

编译器将*.c代码的头文件编译进来，例如我们头文件声明的是：include<stdio.h>那么就会将stdio.h编译进来，用户可以使用gcc的选项"-E"进行查看，该选项的作用是让gcc在预处理结束后停止编译过程。

该阶段主要进行三件事：展开头文件、宏替换、去掉注释行。

演示一下，首先我们先创建一个.c的文件：

其中.c文件内容为：

这里对于Linux的一些基础命令和vi/vim编辑器的使用不做过多的描述，想要详细了解的可以看：

Linux常用命令详细解析（含完整命令演示过程）-CSDN博客
 Linux命令进阶·vi\vim编辑器详细命令介绍-CSDN博客

主要演示gcc的过程：

对于一下这条命令进行解读：

cpp 复制代码

gcc -E hello.c -o hello.i

gcc: 是 GCC 编译器的命令，通常用于编译 C 语言程序。
-E: 这个选项告诉 GCC 只进行预处理，而不进行编译、汇编或链接。预处理包括宏替换、文件包含和条件编译等。
hello.c: 这是你输入的源代码文件，通常是 C 语言源代码文件。
-o hello.i: 该选项指定输出文件的名称。在这里，预处理的结果会被保存到 hello.i 文件中，.i 是预处理后的 C 代码文件扩展名。

我们可以通过cat命令查看文件内容，首先是.c文件：

对.i文件进行查看，可以看到头文件被展开了：

往下翻可以看到，对比.c文件黄色部分的注释被清除了，蓝色部分3的位置开始时NUMBER的宏定义，此时被替换成3：

我们也可以直接通过vim hello.i进行查看：

3.2 编译

在编译阶段，gcc首先要检查代码的规范性，以及收否有语法错误等，以确定代码是否能正常工作，无误后，gcc把代码翻译成汇编语言，用户可以使用"-S"选项进行查看，该选项只是进行编译而不进行汇编，最终生成一个汇编代码。

gcc: 是 GCC 编译器的命令。
-S: 这个选项告诉 GCC 执行到汇编阶段。它会把源代码编译成汇编语言代码，而不是生成机器码或可执行文件。
hello.i: 这是输入文件，应该是一个已经经过预处理的 C 语言源代码文件（通常是 .i 文件）。
-o hello.s: 这个选项指定输出文件的名称。这里的 hello.s 文件将包含生成的汇编代码。

同样的，我们可以查看此时.s文件的内容：

3.3 汇编

该阶段吧编译阶段生成的.s文件转换成目标文件，用户可以使用-c选项查看，汇编代码转换成后缀名为.o的二进制目标代码。

查看一下，可以发现都是一些二进制文件，不过这里识别不出来，因此显示的是乱码：

3.4 链接

编译成功后，就进入了链接阶段。

函数库一般分为静态库和动态库两种：静态库在编译链接时，把库文件的代码全部加入可执行文件中，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，其后缀名一般为".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可执行文件中，而是在程序执行时链接文件加载库，这样可以节省系统的开销，动态库的后缀名一般为".so"。 gcc在编译时默认使用动态库。

可以看到生成一个可自行程序 hello，点击运行看看：

到这里一个程序就算运行完成，不过我们会发现，这个步骤太繁琐，实际上我们要执行程序不需要那么繁琐的步骤，上面只是为了演示其运行流程，实际我们可以直接使用：

cpp 复制代码

gcc hello.c -o hello2（生成的链接名自己定义）

或者我们可以直接省略-o：

可以看到生成了一个a.out的链接，这是因为如果我们不指定生成的链接名。其会默认给出一个a.out的链接名。

4. gcc相关参数

|-----------------------------------------------|-----------------------------------------------------------|
| 参数名称 | 含义 |
| -c | 只编译不链接成为可执行文件（生成后缀为 .o 的文件） |
| -S | 只编译不汇编和链接（生成后缀为 .s 的预编译文件） |
| -E | 仅执行预处理，不进行编译、汇编和链接（生成后缀为 .i 的预编译文件） |
| -o [file1] [file2]/[file2] -o [file1] | 将文件file2编程file1 |
| -I dir | （这里是大写的i）指定include包含文件的搜索目录 |
| -L dir | 在库文件的搜索路径列表中添加dir目录 |
| -l lib | （这里是小写的L）指定程序要链接的库，lib为库文件名称。 |
| -g | 生成调试信息，方便gdb调试 |
| -D define | 预定义宏 |
| -w | 不输出任何警告信息 |
| -Wall | 开启编译器的所有警告选项 |
| -static | 链接静态库生成目标文件，禁止使用动态库（在支持动态链接的系统上） |
| -share | 尽量使用动态库，但前提是系统存在动态库，生成的目标文件较小 |
| -shared | 生成共享文件，然后可以与其它文件链接生成可执行文件 |
| -fpic | 生成适用于共享库的与地址无关的代码（PIC）（如果机器支持的话） |
| -fPIC | 生成与位置无关的的代码，适用于使用动态库，与"-fpic"的区别在于去除去全局偏移表的任何限制（如果机器支持的话） |
| -fPIE | 使用与地址无关的代码生成可执行文件 |