了解c编译器三剑客，gcc c编译器编译流程详解

gcc是当前三大主流c编译器之一，对于这款c编译器，想必诸多人士均有使用体验。在本文中，将对gcc c编译器编译流程加以介绍，以帮助大家更好了解这款c编译器的工作流程。

一、GCC简介

GNU CC(简称为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Object C等语言编写的程序。gcc不仅功能强大，而且可以编译如C、C++、Object C、Java、Fortran、Pascal、Modula-3和Ada等多种语言，而且gcc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，因此尤其适合在嵌入式领域的开发编译。本章中的示例，除非特别注明，否则均采用4.x.x的gcc版本。

.cC原始程序.s/.S汇编语言原始程序

.C/.cc/.cxxC++原始程序.h预处理文件(头文件)

.mObjecTIve-C原始程序.o目标文件

.i已经过预处理的C原始程序.a/.so编译后的库文件

.ii已经过预处理的C++原始程序……

二、gcc编译流程解析

如本章开头提到的，gcc的编译流程分为了4个步骤，分别为：

n 预处理(Pre-Processing);

n 编译(Compiling);

n 汇编(Assembling);

n 链接(Linking)。

下面就具体来查看一下gcc是如何完成以上4个步骤的。

首先看一下hello.c的源代码：

#include 《stdio.h》

int main()

{

printf(“Hello! This is our embedded world!\n”);

return 0;

}

(1)预处理阶段。

在该阶段，对包含的头文件(#include)和宏定义(#define、#ifdef等)进行处理。在上述代码的预处理过程中，编译器将包含的头文件stdio.h编译进来，并且用户可以使用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。

注意gcc指令的一般格式为：gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

其中，目标文件可缺省，gcc默认生成可执行的文件，名为：编译文件.out

[root@localhost gcc]# gcc –E hello.c –o hello.i

在此处，选项“-o”是指目标文件，由表3.6可知，“.i”文件为已经过预处理的C程序。以下列出了hello.i文件的部分内容：

typedef int (*__gconv_trans_fct) (struct __gconv_step *，

struct __gconv_step_data *， void *，

__const unsigned char *，

__const unsigned char **，

__const unsigned char *， unsigned char **，

size_t *);

…

# 2 “hello.c” 2

int main()

{

printf(“Hello! This is our embedded world!\n”);

return 0;

}

由此可见，gcc确实进行了预处理，它把“stdio.h”的内容插入hello.i文件中。

(2)编译阶段。

接下来进行的是编译阶段，在这个阶段中，gcc首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等，以确定代码实际要做的工作，在检查无误后，gcc把代码翻译成汇编语言。用户可以使用“-S”选项来进行查看，该选项只进行编译而不进行汇编，结果生成汇编代码。

[root@localhost gcc]# gcc –S hello.i –o hello.s

以下列出了hello.s的内容，可见gcc已经将其转化为汇编代码了，感兴趣的小编可以分析一下这一个简单的C语言小程序是如何用汇编代码实现的。

.file “hello.c”

.secTIon .rodata

.align 4

.LC0：

.string “Hello! This is our embedded world!”

.text

.globl main

.type main， @funcTIon

main：

pushl %ebp

movl %esp， %ebp

subl $8， %esp

andl $-16， %esp

movl $0， %eax

addl $15， %eax

addl $15， %eax

shrl $4， %eax

sall $4， %eax

subl %eax， %esp

subl $12， %esp

pushl $.LC0

call puts

addl $16， %esp

movl $0， %eax

leave

ret

.size main， 。-main

.ident “GCC： (GNU) 4.0.0 200XYZ19 (Red Hat 4.0.0-8)”

.secTIon .note.GNU-stack，“”，@progbits

(3)汇编阶段。

汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件，小编在此使用选项“-c”就可看到汇编代码已转化为“.o”的二进制目标代码了，如下所示：

[root@localhost gcc]# gcc –c hello.s –o hello.o

(4)链接阶段。

在成功编译之后，就进入了链接阶段。这里涉及一个重要的概念：函数库。

小编可以重新查看这个小程序，在这个程序中并没有定义“printf”的函数实现，且在预编译中包含进的“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?最后的答案是：系统把这些函数的实现都放到名为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函数库中去，这样就能调用函数“printf”了，而这也正是链接的作用。

函数库有静态库和动态库两种。静态库是指编译链接时，将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。其后缀名通常为“.a”。动态库与之相反，在编译链接时并没有将库文件的代码加入可执行文件中，而是在程序执行时加载库，这样可以节省系统的开销。一般动态库的后缀名为“.so”，如前面所述的libc.so.6就是动态库。gcc在编译时默认使用动态库。

以上便是小编带来的有关“c编译器”的所有内容，通过本文，希望大家对gcc的编译原理有所了解。