gcc/g++工具详解-编程知识

一、安装gcc/g++

二、背景知识

三、相关选项

四、gcc如何工作

1.预处理

2.编译

3.汇编

4.链接

5.函数库的概念

6.动静态库

一、安装gcc/g++

gcc/g++ -v : 用来查看当前你使用的gcc/g++版本

因为我的gcc/g++是升级过的所以版本更高，如果你用的是centos7.6的话你的gcc的版本可能是4.8的。

安装gcc/g++：sudo yum install -y gcc-c++

这条指令会根据你当前的centos版本为你安装合适的gcc/g++版本。

gcc用来编译C语言代码，g++一般用来编译C++代码当然也可以用来编译C语言代码

二、背景知识

在生成一个可执行程序文件的时候通常要经过如下几步：

预处理（a.去注释 b.宏替换 c.头文件展开 d.条件编译……）
编译（生成汇编）
汇编（生成机器可识别的代码）
链接（生成可执行文件或库文件）

三、相关选项

-E	从现在开始进行程序的翻译，如果预处理完成，就停下来
-S	从现在开始进行程序的翻译，如果编译完成，就停下来
-c	从现在开始进行程序的翻译，如果汇编完成，就停下来
-o	文件输出到文件
-static	对生成的文件采用静态链接
-g	生成调试信息
-shared	对生成的文件采用动态链接
-O0	不做任何优化
-O1	尝试优化编译时间和可执行程序大小
-O2	在O1的基础上进行更大力度的优化
-O3	最高级别优化
-w	不生成任何警告信息
-Wall	生成所有警告信息

四、gcc如何工作

1.预处理

预处理的功能主要包括宏替换，去注释，条件编译，头文件展开等。
预处理的指令是以#号开头的代码行。
指令：gcc -E mytest.c -o mytest.i
-E选项是从现在开始进行程序的翻译，如果预处理完成，就停下来。
-o选项是指目标文件。
".i"文件是已经预处理过的C语言原始程序

 #include <stdio.h>#define NUM 20int main(){printf("NUM: %d\n", NUM);printf("hello world1\n");// printf("hello world2\n");// printf("hello world3\n");// printf("hello world4\n");// printf("hello world5\n");printf("hello world6\n");//条件编译#ifdef DEBUG                 printf("hello debug!\n");#elseprintf("hello release!\n");#endifreturn 0;                                                                                                                                                                             
}

通过指令：gcc -E mytest.c -o mytest.i

生成了一个mytest.i的文件，我们查看这个文件的内容如下

这里我只截取了一部分，前面还有很多是头文件展开的内容。从这一部分我们不难看出预处理所做的工作。

2.编译

在这个阶段中，gcc首先要检查代码的规范性以及是否有语法错误等等，检查无误后，gcc才会把代码翻译成汇编语言。
指令：gcc -S mytest.i -o mytest.s
-S选项是从现在开始进行程序的翻译，如果编译完成，就停下来。

执行上面的指令后生成的“.s”文件内容如下

3.汇编

此阶段是把编译阶段生成的".s"文件转成目标文件
指令：gcc -c mytest.s -o mytest.o
-c选项是从现在开始进行程序的翻译，如果汇编完成，就停下来。

举个栗子：

执行上面的指令生成的mytest.o文件称为可重定向目标文件，可以查看这个文件的内容如下

这里显示的都是乱码，我们也可以用od mytest.o进行查看，翻译过来都是二进制

4.链接

在成功编译之后，就进入了链接阶段
指令：gcc mytest.o -o mytest
生成的mytest文件即为可执行程序

5.函数库的概念

首先看一个例子：

这个代码能编译通过吗？

答案是：可以的

因为它自动给你链接上了C语言的库

再看一个例子：

问：在上面的C语言代码中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实现“printf”函数的呢?

答：系统把这些函数实现都被弄到名为 libc.so.6 的库文件中去了,在没有特别指定时,gcc 会到系统默认的搜索路径“/usr/lib”下进行查找,也就是链接到 libc.so.6 库函数中去,这样就能实现函数“printf”了,而这也就是链接的作用

上面中的 /lib64/libc-2.17.so 提供C语言的方法实现，/usr/include/stdio.h 提供C语言的方法列表，方法的声明。两者协同生成可执行程序。

6.动静态库

一般链接的过程是有两种方式的：

a.动态链接 — 需要动态库

b.静态链接 — 需要静态库

在Linux中以.so结尾的称为动态库，.a结尾的为静态库

在Windows中以.dll结尾的为动态库，.lib结尾的为静态库

查看方式有两种：ldd+可执行程序文件名/file+可执行程序文件名

静态库是指编译链接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件中,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到可执行文件中,而是在程序执行时由运行时链接文件加载库,这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为“.so”,如前面图所示的 libc.so.6 就是动态库。gcc 在编译时默认使用动态库。完成了链接之后,gcc 就可以生成可执行文件,如下所示。 gcc test.o –o test
gcc/g++默认生成的二进制程序是动态链接的，这点可以通过 file 命令验证