gcc编译器编译过程详解

gcc常用选项

一个c/c++文件要经过预处理、编译、汇编和链接才能变成可执行文件。

• （1）预处理
  C/C++源文件中，以#开头的命令被称为预处理命令，如包含命令#include、宏定义命令#define、条件编译命令#if、#ifdef等。预处理就是将要包含(include)的文件插入原文件中、将宏定义展开、根据条件编译命令选择要使用的代码，最后将这些东西输出到一个.i文件中等待进一步处理。

• （2）编译
  编译就是把C/C++代码(比如上述的.i文件)翻译成汇编代码。

• （3）汇编
  汇编就是将第二步输出的汇编代码翻译成符合一定格式的机器代码，在linux系统上一般表现为ELF目标文件(OBJ文件)。反汇编是指将机器代码转换为汇编代码，这在调试程序时常常用到。

• （4）链接
  链接就是将上步生成的OBJ文件和系统库的OBJ文件、库文件链接起来，最终生成了可以在特定平台运行的可执行文件。

hello.c(预处理)->hello.i(编译)->hello.s(汇编)->hello.o(链接)->hello

详细的每一步命令如下：

 gcc -E -o hello.i hello.c
 gcc -S -o hello.s hello.i
 gcc -c -o hello.o hello.s
 gcc -o hello hello.o

上面一连串命令比较麻烦，gcc会对.c文件默认进行预处理操作，使用-c再来指明了编译、汇编，从而得到.o文件,
再将.o文件进行链接，得到可执行应用程序。简化如下：

 gcc -c -o hello.o hello.c
 gcc -o hello hello.o

gcc编译器链接过程

前面编译出来的可执行文件比源代码大了很多，这是什么原因呢？

我们从链接过程来分析，链接将汇编生成的OBJ文件、系统库的OBJ文件、库文件链接起来，crt1.o、crti.o、crtbegin.o、crtend.o、crtn.o这些都是gcc加入的系统标准启动文件，它们的加入使最后出来的可执行文件相原来大了很多。

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

gcc -v -nostdlib -o hello hello.o: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。

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。

一般应用程序才需要系统标准启动文件和标准库文件。

裸机/bootloader、linux内核等程序不需要启动文件、标准库文件。

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。

gcc -c -o hello.o hello.c

gcc -o hello_shared hello.o

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，不过静态链接生成的程序体积较大。

gcc -c -o hello.o hello.c

gcc -static -o hello_static hello.o