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gcc編譯分為幾個階段

發布時間:2023-08-09 00:24:10

linux下gcc編譯介紹

Linux系統下的Gcc(GNU C Compiler)是GNU推出的功能強大、性能優越的多平台編譯器,是GNU的代表作品之一。gcc是可以在多種硬體平台上編譯出可執行程序的超級編譯器,其執行效率與一般的編譯器相比平均效率要高20%~30%。
Gcc編譯器能將C、C++語言源程序、匯程式化序和目標程序編譯、連接成可執行文件,如果沒有給出可執行文件的名字,gcc將生成一個名為a.out的文件。在Linux系統中,可執行文件沒有統一的後綴,系統從文件的屬性來區分可執行文件和不可執行文件。而gcc則通過後綴來區別輸入文件的類別,下面我們來介紹gcc所遵循的部分約定規則。
.c為後綴的文件,C語言源代碼文件;
.a為後綴的文件,是由目標文件構成的檔案庫文件;
.C,.cc或.cxx 為後綴的文件,是C++源代碼文件;
.h為後綴的文件,是程序所包含的頭文件;
.i 為後綴的文件,是已經預處理過的C源代碼文件;
.ii為後綴的文件,是已經預處理過的C++源代碼文件;
.m為後綴的文件,是Objective-C源代碼文件;
.o為後綴的文件,是編譯後的目標文件;
.s為後綴的文件,是匯編語言源代碼文件;
.S為後綴的文件,是經過預編譯的匯編語言源代碼文件。
Gcc的執行過程
雖然我們稱Gcc是C語言的編譯器,但使用gcc由C語言源代碼文件生成可執行文件的過程不僅僅是編譯的過程,而是要經歷四個相互關聯的步驟∶預處理(也稱預編譯,Preprocessing)、編譯(Compilation)、匯編(Assembly)和連接(Linking)。
命令gcc首先調用cpp進行預處理,在預處理過程中,對源代碼文件中的文件包含(include)、預編譯語句(如宏定義define等)進行分析。接著調用cc1進行編譯,這個階段根據輸入文件生成以.o為後綴的目標文件。匯編過程是針對匯編語言的步驟,調用as進行工作,一般來講,.S為後綴的匯編語言源代碼文件和匯編、.s為後綴的匯編語言文件經過預編譯和匯編之後都生成以.o為後綴的目標文件。當所有的目標文件都生成之後,gcc就調用ld來完成最後的關鍵性工作,這個階段就是連接。在連接階段,所有的目標文件被安排在可執行程序中的恰當的位置,同時,該程序所調用到的庫函數也從各自所在的檔案庫中連到合適的地方。

Gcc的基本用法和選項
在使用Gcc編譯器的時候,我們必須給出一系列必要的調用參數和文件名稱。Gcc編譯器的調用參數大約有100多個,其中多數參數我們可能根本就用不到,這里只介紹其中最基本、最常用的參數。
Gcc最基本的用法是∶gcc [options] [filenames]
其中options就是編譯器所需要的參數,filenames給出相關的文件名稱。
-c,只編譯,不連接成為可執行文件,編譯器只是由輸入的.c等源代碼文件生成.o為後綴的目標文件,通常用於編譯不包含主程序的子程序文件。
-o output_filename,確定輸出文件的名稱為output_filename,同時這個名稱不能和源文件同名。如果不給出這個選項,gcc就給出預設的可執行文件a.out。
-g,產生符號調試工具(GNU的gdb)所必要的符號資訊,要想對源代碼進行調試,我們就必須加入這個選項。
-O,對程序進行優化編譯、連接,採用這個選項,整個源代碼會在編譯、連接過程中進行優化處理,這樣產生的可執行文件的執行效率可以提高,但是,編譯、連接的速度就相應地要慢一些。
-O2,比-O更好的優化編譯、連接,當然整個編譯、連接過程會更慢。
-Idirname,將dirname所指出的目錄加入到程序頭文件目錄列表中,是在預編譯過程中使用的參數。C程序中的頭文件包含兩種情況∶
A)#include
B)#include 「myinc.h」
其中,A類使用尖括弧(< >),B類使用雙引號(「 」)。對於A類,預處理程序cpp在系統預設包含文件目錄(如/usr/include)中搜尋相應的文件,而對於B類,cpp在當前目錄中搜尋頭文件,這個選項的作用是告訴cpp,如果在當前目錄中沒有找到需要的文件,就到指定的dirname目錄中去尋找。在程序設計中,如果我們需要的這種包含文件分別分布在不同的目錄中,就需要逐個使用-I選項給出搜索路徑。
-Ldirname,將dirname所指出的目錄加入到程序函數檔案庫文件的目錄列表中,是在連接過程中使用的參數。在預設狀態下,連接程序ld在系統的預設路徑中(如/usr/lib)尋找所需要的檔案庫文件,這個選項告訴連接程序,首先到-L指定的目錄中去尋找,然後到系統預設路徑中尋找,如果函數庫存放在多個目錄下,就需要依次使用這個選項,給出相應的存放目錄。
-lname,在連接時,裝載名字為「libname.a」的函數庫,該函數庫位於系統預設的目錄或者由-L選項確定的目錄下。例如,-lm表示連接名為「libm.a」的數學函數庫。
上面我們簡要介紹了gcc編譯器最常用的功能和主要參數選項,更為詳盡的資料可以參看Linux系統的聯機幫助。
假定我們有一個程序名為test.c的C語言源代碼文件,要生成一個可執行文件,最簡單的辦法就是∶
gcc test.c
這時,預編譯、編譯連接一次完成,生成一個系統預設的名為a.out的可執行文件,對於稍為復雜的情況,比如有多個源代碼文件、需要連接檔案庫或者有其他比較特別的要求,就要給定適當的調用選項參數。再看一個簡單的例子。
整個源代碼程序由兩個文件testmain.c 和testsub.c組成,程序中使用了系統提供的數學庫,同時希望給出的可執行文件為test,這時的編譯命令可以是∶
gcc testmain.c testsub.c □lm □o test
其中,-lm表示連接系統的數學庫libm.a。

Gcc的錯誤類型及對策
Gcc編譯器如果發現源程序中有錯誤,就無法繼續進行,也無法生成最終的可執行文件。為了便於修改,gcc給出錯誤資訊,我們必須對這些錯誤資訊逐個進行分析、處理,並修改相應的語言,才能保證源代碼的正確編譯連接。gcc給出的錯誤資訊一般可以分為四大類,下面我們分別討論其產生的原因和對策。

第一類∶C語法錯誤
錯誤資訊∶文件source.c中第n行有語法錯誤(syntex errror)。這種類型的錯誤,一般都是C語言的語法錯誤,應該仔細檢查源代碼文件中第n行及該行之前的程序,有時也需要對該文件所包含的頭文件進行檢查。有些情況下,一個很簡單的語法錯誤,gcc會給出一大堆錯誤,我們最主要的是要保持清醒的頭腦,不要被其嚇倒,必要的時候再參考一下C語言的基本教材。
第二類∶頭文件錯誤
錯誤資訊∶找不到頭文件head.h(Can not find include file head.h)。這類錯誤是源代碼文件中的包含頭文件有問題,可能的原因有頭文件名錯誤、指定的頭文件所在目錄名錯誤等,也可能是錯誤地使用了雙引號和尖括弧。

第三類∶檔案庫錯誤
錯誤資訊∶連接程序找不到所需的函數庫,例如∶
ld: -lm: No such file or directory
這類錯誤是與目標文件相連接的函數庫有錯誤,可能的原因是函數庫名錯誤、指定的函數庫所在目錄名稱錯誤等,檢查的方法是使用find命令在可能的目錄中尋找相應的函數庫名,確定檔案庫及目錄的名稱並修改程序中及編譯選項中的名稱。
第四類∶未定義符號
錯誤資訊∶有未定義的符號(Undefined symbol)。這類錯誤是在連接過程中出現的,可能有兩種原因∶一是使用者自己定義的函數或者全局變數所在源代碼文件,沒有被編譯、連接,或者乾脆還沒有定義,這需要使用者根據實際情況修改源程序,給出全局變數或者函數的定義體;二是未定義的符號是一個標準的庫函數,在源程序中使用了該庫函數,而連接過程中還沒有給定相應的函數庫的名稱,或者是該檔案庫的目錄名稱有問題,這時需要使用檔案庫維護命令ar檢查我們需要的庫函數到底位於哪一個函數庫中,確定之後,修改gcc連接選項中的-l和-L項。
排除編譯、連接過程中的錯誤,應該說這只是程序設計中最簡單、最基本的一個步驟,可以說只是開了個頭。這個過程中的錯誤,只是我們在使用C語言描述一個演算法中所產生的錯誤,是比較容易排除的。我們寫一個程序,到編譯、連接通過為止,應該說剛剛開始,程序在運行過程中所出現的問題,是演算法設計有問題,說得更玄點是對問題的認識和理解不夠,還需要更加深入地測試、調試和修改。一個程序,稍為復雜的程序,往往要經過多次的編譯、連接和測試、修改。下面我們學習的程序維護、調試工具和版本維護就是在程序調試、測試過程中使用的,用來解決調測階段所出現的問題。窗體頂端
窗體底端

② c語言程序編譯過程包括哪四個

C語言編譯過程分成四個步驟: 
1,由.c文件到.i文件,這個過程叫預處理 
2,由.i文件到.s文件,這個過程叫編譯 
3,由.s文件到.o文件,這個過程叫匯編 
4,由.o文件到可執行文件,這個過程叫鏈接
用gcc查看預處理過程(假設源文件叫hello.c) 
gcc -o hello.i hello.c -E 
然後用 vi hello.i 即可查看生成的預處理文件
按ESC 輸入:$ 跳到預處理文件 可看到hello.c源碼
宏的本質:預處理階段的單純的字元串替換
預處理階段,不考慮C語法

③ 可否談一下C++編譯器大致是如何把C++源代碼編譯成目標代碼的

大致分成以下幾個階段:並以以Linux下的GCC編譯器舉例

第一階段:預處理,這個階段處理宏等
第二階段:編譯,包括語法檢查,頭文件檢查等
g++ -c name.o name.cpp name.h 生成目標文件
第三階段:鏈接,包括靜態鏈接與動態鏈接
g++ -o name name.o 生成匯編文件,可以直接運行

④ 請問linux下,gcc編譯程序的過程(從讀取源文件到製作可執行程序中間所有過程,越詳細越好)

gcc -S *.c 預處理+反匯編

⑤ C語言源程序到運行程序經過哪幾個步驟

1、預處理

在這一階段,源碼中的所有預處理語句得到處理,例如:#include語句所包含的文件內容替換掉語句本身,所有已定義的宏被展開。

根據#ifdef,#if等語句的條件是否成立取捨相應的部分,預處理之後源碼中不再包含任何預處理語句。

GCC預處理階段可以生成.i的文件,通過選項-E可以使編譯器在預處理結束時就停止編譯。例如:gcc -E -o hello.i hello.c

2、編譯

這一階段,編譯器對源碼進行詞法分析、語法分析、優化等操作,最後生成匯編代碼。這是整個過程中最重要的一步,因此也常把整個過程稱為編譯。

可以通過選項-S使GCC在進行完編譯後停止,生成.s的匯編程序。例如:gcc -S -o hello.s hello.c

3、匯編

這一階段使用匯編器對匯編代碼進行處理,生成機器語言代碼,保存在後綴為.o的目標文件中。

當程序由多個代碼文件構成時,每個文件都要先完成匯編工作,生成.o目標文件後,才能進入下一步的鏈接工作。

目標文件已經是最終程序的某一部分了,只是在鏈接之前還不能執行。可以通過-c選項生成目標文件:gcc -c -o hello.o hello.c

4、鏈接

經過匯編以後的機器代碼還不能直接運行。為了使操作系統能夠正確載入可執行文件,文件中必須包含固定格式的信息頭,還必須與系統提供的啟動代碼鏈接起來才能正常運行,這些工作都是由鏈接器來完成的。gcc -o hello hello.c

5、運行:執行.EXE文件,得到運行結果。

⑥ 理解GCC編譯流程 - Hello World

c 說明
c++ 說明
gcc 說明
原文參考 http://www.gainstart.cn
本文主要介紹和記錄gcc編譯流程及原理。過多的概念和名詞這里就不做解釋。主要還是說明gcc的編譯原理。

首先我們先准備 helloworld.c 源碼文件,內容如下

使用 gcc helloworld.c 命令 默認在當前目錄下生成 a.out 執行文件,這時我們可以使用命令 ./a.out 執握裂旅行此文件

gcc 編段凳譯過程分為 預處理(預處理文件.i) -> 編譯(匯編文件.s) -> 匯編(目標文件.o) -> 鏈接(可執行文件.exe | a.out)

gcc首先會做預處理,並生成預處理文件,文件後綴名為 .i 。
以下列出預處理會做的事情(當然預處理做的事不止這些)。

編譯是把預處理文件編譯成匯編語言,文源源件後綴名為 .s 。
使用 -S 生成匯編文件,如下

匯編內容如圖

匯編過程是將匯編文件編譯成二進制文件,文件後綴為 .o
使用 -c 可以生成二進制文件,如下:

鏈接過程是將二進制文件鏈接成可執行文件。
編譯時不用加任何參數,如下:

⑦ 什麼是GCCGCC有什麼作用

GCC(GNU Compiler Collection,GNU編譯器套件),是由 GNU 開發的編程語言編譯器。它是以GPL許可證所發行的自由軟體,也是 GNU計劃的關鍵部分。

GCC原本作為GNU操作系統的官方編譯器,現已被大多數類Unix操作系統(如Linux、BSD、Mac OS X等)採納為標準的編譯器,GCC同樣適用於微軟的Windows。GCC是自由軟體過程發展中的著名例子,由自由軟體基金會以GPL協議發布。

GCC功能與作用:

1、預處理

命令gcc首先調用cpp進行預處理,在預處理過程中,對源代碼文件中的文件包含(include)、預編譯語句(如宏定義define等)進行分析。

2、編譯

用GCC編譯C/C++代碼時,它會試著用最少的時間完成編譯並且編譯後的代碼易於調試。易於調試意味著編譯後的代碼與源代碼有同樣的執行順序,編譯後的代碼沒有經過優化。

3、連接

當所有的目標文件都生成之後,gcc就調用ld來完成最後的關鍵性工作,這個階段就是連接。在連接階段,所有的目標文件被安排在可執行程序中的恰當的位置,同時,該程序所調用到的庫函數也從各自所在的檔案庫中連到合適的地方。

4、匯編

匯編過程是針對匯編語言的步驟,調用as進行工作,一般來講,.S為後綴的匯編語言源代碼文件和匯編、.s為後綴的匯編語言文件經過預編譯和匯編之後都生成以.o為後綴的目標文件。

(7)gcc編譯分為幾個階段擴展閱讀:

gcc所遵循的部分約定規則:

1、.c為後綴的文件,C語言源代碼文件。

2、.a為後綴的文件,是由目標文件構成的檔案庫文件。

3、.h為後綴的文件,是程序所包含的頭文件。

4、.i 為後綴的文件,是C源代碼文件且不應該對其執行預處理。

5、.m為後綴的文件,是Objective-C源代碼文件。

6、.o為後綴的文件,是編譯後的目標文件。

7、.s為後綴的文件,是匯編語言源代碼文件。

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