GCC编程四个过程:预处理-编译-汇编-链接_gcc 预编译

在Linux下进行C语言编程，必然要采用GNU GCC来编译C源代码生成可执行程序。

一、GCC快速入门
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
我们来看一下经典入门程序"Hello World！"

hello.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
void main(void)
{
	printf("hello world!\r\n");
}
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用gcc编译成执行程序。

gcc  hello.c
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该命令将hello.c直接生成最终二进制可执行程序 a.out
这条命令隐含执行了（1）预处理、(2)编译、（3）汇编 并(4)链接形成最终的二进制可执行程序。
这里未指定输出文件，默认输出为a.out。
如何要指定最终二进制可执行程序名，那么用-o选项来指定名称。比如需要生成执行程序hello：

gcc hello.c -o hello
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二、 gcc -c与gcc -o以及不加参数的区别

以下摘自gcc --help的解释(gcc version 7.3.0)：

-c               Compile and assemble, but do not link.
-o <file>        Place the output into <file>.
                 'none' means revert to the default behavior of guessing the language based on the file's extension.
翻译下：
-c           编译和汇编，但不要链接。
-o <file>    将输出放入<文件>。
'无参数'      表示恢复为基于文件扩展名猜测语言的默认行为。
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1、通过 gcc 不加参数可以一步直接编译生成可执行文件

gcc main.c

这里生成的是可执行文件a.out，当然可以通过-o选项更改生成文件的名字，比如将生成的可执行文件命名为hello.exe

gcc main.c -o main.exe
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2、gcc -c 编译生成main.o

gcc -c main.c   #生成main.o
​
gcc main.o      #不加参数，gcc自动链接上一步生成的main.o来生成最终可执行文件a.out

当然也可以通过-o选项更改生成文件的名字

gcc -c main.c -o mainnnnn.o
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三、GCC的命令剖析–四步走
从上面我们知道GCC编译源代码生成最终可执行的二进制程序，GCC后台隐含执行了四个阶段步骤。
GCC编译C源码有四个步骤：预处理-----> 编译 ----> 汇编 ----> 链接
现在我们就用GCC的命令选项来逐个剖析GCC过程。

1. ）预处理(Pre-processing)

在该阶段，编译器将C源代码中的包含的头文件如stdio.h编译进来，用户可以使用gcc的选项”-E”进行查看。

用法:#gcc -E hello.c -o hello.i
作用：将hello.c预处理输出hello.i文件。

[root]#
[root]# gcc -E hello.c -o hello.i
[root]#
[root]# ls
hello.c hello.i
[root]#
[root]# 可以 cat hello.i  查看文件内容
[root]#
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2. )编译阶段(Compiling)

第二步进行的是编译阶段，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，以确定代码的实际要做的工作，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，生成汇编代码。

选项 -S
用法：[root]# gcc -S hello.i  -o hello.s
作用：将预处理输出文件hello.i汇编成hello.s文件。

[root@richard hello-gcc]# 
[root@richard hello-gcc]# gcc -S hello.i  -o hello.s
[root@richard hello-gcc]# 
[root@richard hello-gcc]# ls
hello.c hello.i hello.s
如下为hello.s汇编代码
[root@richard hello-gcc]# vi hello.s
    .file   "hello.c"
    .section        .rodata
.LC0:
        .string "hello world"
        .text
.globl main
        .type   main, @function
main:
.LFB0:
        .cfi_startproc
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        .cfi_offset 6, -16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_def_cfa_register 6
        movl    $.LC0, %edi
        call    puts
        movl    $0, %eax
        leave
        .cfi_def_cfa 7, 8
        ret
        .cfi_endproc
.LFE0:
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (GNU) 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-4)"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits
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3. )汇编阶段(Assembling)

汇编阶段是把编译阶段生成的”.s”文件转成二进制目标代码.

选项 -c
用法：[root]# gcc -c hello.s  -o hello.o
作用：将汇编输出文件test.s编译输出test.o文件。
[root]#
[root]# gcc -c hello.s -o hello.o
[root]#
[root]# ls
hello.c hello.i hello.o hello.s
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4. ）链接阶段(Link)

在成功编译之后，就进入了链接阶段。

无选项链接
用法：[root]# gcc hello.o -o hello
作用：将编译输出文件hello.o链接成最终可执行文件hello。
[root]# 
[root]# gcc hello.o -o hello
[root]# 
[root]# ls
hello.c hello hello.i hello.o hello.s
运行该可执行文件，出现正确的结果如下。
[root@localhost Gcc]# ./hello
Hello World!
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在这里涉及到一个重要的概念：函数库。
读者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：系统把这些函数实现都被做到名为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。你可以用ldd命令查看动态库加载情况：

[root]# ldd hello.exe
libc.so.6 => /lib/tls/libc.so.6 (0x42000000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)
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函数库一般分为静态库和动态库两种。
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”，如前面所述的libc.so.6就是动态库。gcc在编译时默认使用动态库。
最后感谢：https://blog.csdn.net/BobYuan888/article/details/88709449 和 https://www.cnblogs.com/qytan36/archive/2010/05/25/1743955.html 的分享