第001节_gcc编译器1_gcc常用选项__gcc编译过程详解

一，gcc简介

gcc : GNU Compiler Collection

特点：功能强大、功能灵活、多平台（X86、Arm）；既支持宿主的开发，又支持交叉编译。

二，gcc编译程序过程（以test.c为例）

一个CC++程序至少需要预处理（preprocessing）、编译（compilation）、汇编（assembly）、链接（linking）这四步才能称为可执行文件。下面进行详细介绍：

- 预处理（Pre-Processing）

此过程主要处理C源文件中的”#ifdef”、”#include”、”#define”等预处理命令，宏定义展开，并且将inculde文件插入到 .i文件中”。编译时使用-E选项便可生成中间文件:

[shell]$ gcc -E test.c -o test.i

- 编译（Compiling）

此过程主要对预处理后的文件进行编译，生成汇编文件“* .s ”。编译时使用-S选项便可生成中间文件：

[shell]$ gcc -S test.i -o test.s

- 汇编（Assembling）

此过程将汇编文件转换成二进制机器代码“ *.o ”。使用-c选项便可生成中间文件：

[shell]$ gcc -c test.s -o test.o

- 链接（Linking）

此过程将二进制机器代码文件（*.o）与系统库的机器代码文件及库文件汇集成一个可执行的为二进制代码文件。使用如下命令：

[shell]$ gcc test.o -o test

最终生成可可执行文件test。实际操作时，gcc会将其合并成一个步骤来进行

[shell]$ gcc test.c -o test

三，gcc用法

gcc [options] [filenames]

选项：

小结：

1）输入文件的后缀名和选项共同决定gcc到底执行那些操作。

2）在编译过程中，除非使用了-E、-S、-c选项(或者编译出错阻止了完整的编译过程)

否则最后的步骤都是链接。

例：

方式1：

gcc hello.c

输出一个a.out，然后./a.out来执行该应用程序。

gcc -o hello hello.c

输出hello，然后./hello来执行该应用程序。

方式2：

gcc -E -o hello.i hello.c只进行预处理，而不进行编译、汇编、链接,生成中间文件hello.i

gcc -S -o hello.s hello.i只进行编译，而不进行汇编和链接，生成中间文件hello.s

gcc -c -o hello.o hello.s只进行汇编，而不进行链接，生成中间文件hello.o[o:object file(OBJ文件)]

gcc -o hello hello.o只进行链接操作。最终生成可执行文件hello

方式3：

gcc -c -o hello.o hello.c.c后缀的默认操作为预处理、编译、汇编，gcc默认对.c文件进行预处理，-c选项指定的操作是编译和汇编；生成中间文件hello.o

gcc -o hello hello.o.gcc将hello.o文件执行链接操作，

第002节gcc编译器2深入讲解链接过程

链接就是将汇编生成的OBJ文件、系统库的OBJ文件、库文件链接起来，最终生成可以在特定平台运行的可执行程序。

crt1.o、crti.o、crtbegin.o、crtend.o、crtn.o是gcc加入的系统标准启动文件，对于一般应用程序，这些启动是必需的。

-lc：链接libc库文件，其中libc库文件中就实现了printf等函数。

而执行gcc -v -nostdlib -o hello hello.o则会提示因为没有链接系统标准启动文件和标准库文件，而链接失败。

原因在于一般应用程序需要系统标准启动文件和标准库文件。这个-nostdlib选项常用于裸机/bootloader、linux内核等程序，因为它们不需要启动文件、标准库文件。

动态库链接：

动态链接使用动态链接库进行链接，生成的程序在执行的时候需要加载所需的动态库才能运行。

动态链接生成的程序体积较小，但是必须依赖所需的动态库，否则无法执行。

ldd hello用于查看hello文件链接了那些动态库

gcc -c -o hello.o hello.c

gcc -o hello_shared hello.o

静态库链接：

静态链接使用静态库进行链接，生成的程序包含程序运行所需要的全部库，可以直接运行，因此，静态链接生成的程序体积较大。

gcc -c -o hello.o hello.c

gcc -o hello_shared hello.o

gcc -static -o hello_static hello.o`

第003节c语言指针复习1_指向char和int的指针（略）

第004节c语言指针复习2指向数组和字符串的指针（略）

第005节_Makefile的引入及规则

使用keil, mdk, avr等工具开发程序时点击鼠标就可以编译了，它的内部机制是什么？它怎么组织管理程序？怎么决定编译哪一个文件？

答：实际上windows工具管理程序的内部机制，也是Makefile，我们在linux下来开发裸板程序的时候，使用Makefile组织管理这些程序，本节我们来讲解Makefile最基本的规则。Makefile要做什么事情呢？ 组织管理程序，组织管理文件，我们写一个程序来实验一下：

文件a.c

#include

int main()

{

func_b();

return 0;

}

文件b.c

#include

void func_b()

{

printf("This is Bn");

}

编译：

gcc -o test a.c b.c

运行：

./test

结果：

This is B

gcc -o test a.c b.c这条命令虽然简单，但是它完成的功能不简单。 我们来看看它做了哪些事情。

我们知道.c程序 –> 得到可执行程序

它们之间要经过四个步骤：

1.预处理

2.编译

3.汇编

4.链接

我们经常把前三个步骤统称为编译了。我们具体分析：gcc -o test a.c b.c这条命令 它们要经过下面几个步骤：

1）.对于a.c执行：预处理 编译 汇编 的过程，a.c –>xxx.s –>xxx.o 文件。

2）.对于b.c执行：预处理 编译 汇编 的过程，b.c –>yyy.s –>yyy.o 文件。

3）.最后：xxx.o和yyy.o链接在一起得到一个test应用程序。

提示：gcc -o test a.c b.c -v ：加上一个‘-v’选项可以看到它们的处理过程，

第一次编译a.c得到xxx.o文件，这是很合乎情理的， 执行完第一次之后，如果修改a.c 又再次执行：gcc -o test a.c b.c，对于a.c应该重新生成xxx.o，但是对于b.c又会重新编译一次，这完全没有必要，b.c根本没有修改，直接使用第一次生成的yyy.o文件就可以了。

缺点：对所有的文件都会再处理一次，即使b.c没有经过修改，b.c也会重新编译一次， 当文件比较少时，

这没有什么问题，当文件非常多的时候，就会带来非常多的效率问题。

如果文件非常多的时候，我们，只是修改了一个文件，所用的文件就会重新处理一次，编译的时候就会等待很长时间。

对于这些源文件，我们应该分别处理，执行：预处理 编译 汇编 ，先分别编译它们，最后再把它们链接在一次，比如：

编译：

gcc -o a.o a.c

gcc -o b.o b.c

链接：

gcc -o test a.o b.o

比如：上面的例子，当我们修改a.c之后,a.c会重现编译然后再把它们链接在一起就可以了。，b.c 就不需要重新编译。

那么问题又来了，怎么知道哪些文件被更新了/被修改了？

比较时间：比较目标文件和其依赖文件的时间。因为在Makefile文件中，目标文件是对依赖文件执行相应的命令生成的；所以，肯定先有依赖文件才有可能有目标文件，也就是说，目标文件的时间肯定要比依赖文件晚。如果依赖文件的时间比目标文件还晚，那就说明在目标文件生成之后，其依赖文件进行了更新，因此，我们要根据最新的依赖文件来得到最新的目标文件，于是就执行相应的命令。在目标文件不存在时，也执行相应的命令。Makefile 就是这样做的。

我们现在来写出一个简单的Makefile: makefie最基本的语法是规则：

目标 : 依赖1 依赖2 …

[TAB]命令

当“依赖”比“目标”新，执行它们下面的命令。我们要把上面三个命令写成makefile规则，如下：

test ：a.o b.o //test是目标，它依赖于a.o b.o文件，一旦a.o或者b.o比test新的时候，或

者test不存在时就需要执行下面的命令，重新生成test可执行程序。

gcc -o test a.o b.o

a.o : a.c //a.o依赖于a.c，当a.c更加新或者a.o不存在时，执行下面的命令来生成a.o

gcc -c -o a.o a.c

b.o : b.c //b.o依赖于b.c,当b.c更加新或者b.o不存在时，执行下面的命令，来生成b.o

gcc -c -o b.o b.c

我们来作一下实验：

在改目录下我们写一个Makefile文件：

文件：Makefile ：

test:a.o b.o

gcc -o test a.o b.o

a.o : a.c

gcc -c -o a.o a.c

b.o : b.c

gcc -c -o b.o b.c

上面是makefile中的三条规则。

makefile,就是名字为“makefile”的文件。当我们想编译程序时，直接执行make命令就可以了，一执行make命令,它默认生成第一个目标test可执行程序, 如果发现a.o 或者b.o没有，就要先生成a.o或者b.o，发现a.o依赖a.c，有a.c 但是没有a.o,他就会认为a.c比a.o新，就会执行它们下面的命令来生成a.o，同理b.o和b.c的处理关系也是这样的。

如果修改a.c ，我们再次执行make，它的本意是想生成第一个目标test应用程序,

它需要先生成a.o, 发现a.o依赖a.c(我们修改了a.c)，发现a.c比a.o更加新，就会执行gcc -c -o a.o a.c命令来生成a.o文件。b.o依赖b.c，发现b.c并没有修改，就不会执行gcc -c -o b.o b.c来重新生成b.o文件。现在a.o b.o都有了，其中的a.o比test更加新，就会执行gcc -o test a.o b.o来重新链接得到test可执行程序。所以当执行make命令时候就会执行下面两条命令：

gcc -c -o a.o a.c

gcc -o test a.o b.o

我们第一次执行make的时候，会执行下面三条命令(三条命令都执行)：

gcc -c -o a.o a.c

gcc -c -o b.o b.c

gcc -o test a.o b.o

再次执