预处理（也叫预编译）：宏定义展开、头文件展开、条件编译等，同时将代码中的注释删除，这里并不会检查语法。
编译：检查语法，将预处理后文件编译生成汇编文件。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。
汇编：将汇编文件生成目标文件(二进制文件)。
链接：C语言写的程序是需要依赖各种库的，所以编译之后还需要把库链接到最终的可执行程序中去。

（2）gcc/g++常用参数

选项	含义
-o 可执行文件名	指定生成的输出文件名，比如可执行文件名或者二进制文件名等
-E	只运行 C 预编译器，即只执行头文件展开、宏替换和注释去掉的工作：gcc -E hello.c -o hello.i
-S	c文件变成汇编文件（将C代码转换为汇编代码）：gcc -S hello.i -o hello.s
-c	编译但是不链接。只编译并生成目标文件。gcc -c hello.s -o hello.o
-std=c++11	语言标准，如-std=c++11表示采用2011 ISO C++标准
-g	在目标文件中嵌入调试信息，生成供调试用的可执行文件，以便gdb之类的调试程序调试，GNU 调试器可利用该信息。由于文件中包含了调试信息因此运行效率很低，且文件也大不少，因此一般调试时可加此选项，正式发布时可不加。
-O1	编译器优化级别控制。默认不做优化，即-O0。使用-O1, -O2, -O3，编译器优化程度依次增加，优化越高，编译时用时越长，但运行时效率越高。
-Wall	打开所有警告，生成所有警告信息
-w	不生成任何警告信息。
-shared	生成共享目标文件。生成动态库时需要用到。
-static	禁止使用动态库，优先使用动态库。
-I dir	大写的i。指定头文件所在的文件夹。dir是路径，表示把dir加到头文件搜索路径中。这个选项很重要，特别是在使用第三方库的时候，以及cpp文件与h文件不再同一个路径下的时候
-l	-l，小写的l，指定所使用到的函数库名。链接到某个库，比如-lnetcdf_c++4
-L dir	-L，大写的l，指定函数库所在的文件夹。可以与-l配合使用，告诉编译器去哪里找到链接库
-fPIC	fPIC 的全称是 Position Independent Code，用于生成位置无关代码。可以大写-fPIC，也可以小写-fpic。（1）不加 fPIC 也可以生成 .so 文件，但是对于源文件有要求，例如因为不加 fPIC 编译的 so 必须要在加载到用户程序的地址空间时重定向所有表目，所以在它里面不能引用其它地方的代码。因此建议编译时加上这个选项。（2）不用此选项的话编译后的文件（比如二进制目标文件、动态库文件等）是位置相关的，所以动态载入时是通过代码拷贝的方式来满足不同进程的需要，而不能达到真正代码段共享的目的。（3）不加这个选项更消耗内存，但是不加 fPIC 编译的 so 文件的优点是加载速度比较快。
-D 宏名	相当于给程序中加了一个宏比如-D name ，预定义一个名为name 的宏，值为1。比如-D DEBUG，预定义一个名为DEBUG的宏，值为1。 -Dname =definition，预定义名为name ，值为definition 的宏。

（3）编译举例

第1种：四步合一

直接由源代码编译得到可执行文件

单个c文件：gcc main.c -o main

多个c文件：gcc main.c data.c tool.c -o main

第2种：源文件→二进制文件→可执行文件


# 由cpp文件汇编生成的二进制目标文件
g++ -c -O2 -fPIC DataTool.cpp -o DataTool.o
g++ -c -O2 -fPIC DealTool.cpp -o DealTool.o
g++ -c -O2 -fPIC main.cpp -o main.o
 
 
# 编译生成test_demo
g++ -O2 -fPIC main.o DataTool.o DealTool.o -o test_demo -ldl -lrt

（4）gcc常连接的动态库


-lz     是link libz，链接压缩库（Z）
-lrt    实时库（real time）：shm_open系列
-lm     是link libm，链接数学库（math）
-lc     是link libc，链接标准C库（C lib）
-ldl    是显式加载动态库的动态函数库，如果你的程序中使用dlopen、dlclose等
-lnsl    需要链接libnsl.so， libnsl.so是C网络服务的库
-lclntsh 需要链接libclntsh.so,是orcale客户端编译的时候需要用到的一个库
-lpthread  线程库
-lsnmp++   网络管理库
-locci     是指Oracle C++ Call Interface对应的动态库,(OCCI)驱动程序

（5）linux下cc与gcc的关系

linux系统的C编译器为gcc，它是GNU推出的功能强大的编译工具，因为UNIX系统的编译器为cc，所以在Linux系统还保留一个链接cc，用于和UNIX的向后兼容。

gcc是GNU C Compiler的缩写。gcc（GNU C Compiler）编译器的作者是Richard Stallman，也是GNU项目的奠基者。

（6）gcc和g++的区别

（1）常用习惯与误区说明

值得一提的是，实际使用中我们更习惯使用 gcc 指令编译 C 语言程序，用 g++ 指令编译 C++ 代码。需要强调的一点是，这并不是 gcc 和 g++ 的区别，gcc 指令也可以用来编译 C++ 程序，同样 g++ 指令也可以用于编译 C 语言程序。

（2）编译c或者cpp时的区别

对于gcc来说，后缀为.c的，gcc 把它当作是 c程序，后缀为.cpp 的，会认为是C++程序。
对于g++来说，无论是.c还是.cpp，都当做c++程序。

gcc和g++都可以编译c++代码

直接用g++
用gcc，但是需要链接c++标准库：gcc -lstdc++。

（3）是否定义__cplusplus宏

__cplusplus这个宏只是标志着编译器将会把代码按c还是C++语法来解释。
gcc不会定义__cplusplus 宏，而g++会。如果后缀为.c，并且采用gcc编译器，则该宏就是未定义的，否则如果是g++，就是已定义。

（7）gcc/g++ 优化标识 -O1 -O2 -O3 -Os -Ofast -Og的作用

（1）-O，-O1

这两个命令的效果是一样的，目的都是在不影响编译速度的前提下，尽量采用一些优化算法降低代码大小和可执行代码的运行速度。并开启如下的优化选项：


-fauto-inc-dec 
-fbranch-count-reg 
-fcombine-stack-adjustments 
-fcompare-elim 
-fcprop-registers 
-fdce 
-fdefer-pop 
-fdelayed-branch 
-fdse 
-fforward-propagate 
-fguess-branch-probability 
-fif-conversion2 
-fif-conversion 
-finline-functions-called-once 
-fipa-pure-const 
-fipa-profile 
-fipa-reference 
-fmerge-constants 
-fmove-loop-invariants 
-freorder-blocks 
-fshrink-wrap 
-fshrink-wrap-separate 
-fsplit-wide-types 
-fssa-backprop 
-fssa-phiopt 
-fstore-merging 
-ftree-bit-ccp 
-ftree-ccp 
-ftree-ch 
-ftree-coalesce-vars 
-ftree-copy-prop 
-ftree-dce 
-ftree-dominator-opts 
-ftree-dse 
-ftree-forwprop 
-ftree-fre 
-ftree-phiprop 
-ftree-sink 
-ftree-slsr 
-ftree-sra 
-ftree-pta 
-ftree-ter 
-funit-at-a-time

（2）-O2

该优化选项会牺牲部分编译速度，除了执行-O1所执行的所有优化之外，还会采用几乎所有的目标配置支持的优化算法，用以提高目标代码的运行速度


-fthread-jumps 
-falign-functions  -falign-jumps 
-falign-loops  -falign-labels 
-fcaller-saves 
-fcrossjumping 
-fcse-follow-jumps  -fcse-skip-blocks 
-fdelete-null-pointer-checks 
-fdevirtualize -fdevirtualize-speculatively 
-fexpensive-optimizations 
-fgcse  -fgcse-lm  
-fhoist-adjacent-loads 
-finline-small-functions 
-findirect-inlining 
-fipa-cp 
-fipa-cp-alignment 
-fipa-bit-cp 
-fipa-sra 
-fipa-icf 
-fisolate-erroneous-paths-dereference 
-flra-remat 
-foptimize-sibling-calls 
-foptimize-strlen 
-fpartial-inlining 
-fpeephole2 
-freorder-blocks-algorithm=stc 
-freorder-blocks-and-partition -freorder-functions 
-frerun-cse-after-loop  
-fsched-interblock  -fsched-spec 
-fschedule-insns  -fschedule-insns2 
-fstrict-aliasing -fstrict-overflow 
-ftree-builtin-call-dce 
-ftree-switch-conversion -ftree-tail-merge 
-fcode-hoisting 
-ftree-pre 
-ftree-vrp 
-fipa-ra

（3）-O3

该选项除了执行-O2所有的优化选项之外，一般都是采取很多向量化算法，提高代码的并行执行程度，利用现代CPU中的流水线，Cache等


-finline-functions      // 采用一些启发式算法对函数进行内联
-funswitch-loops        // 执行循环unswitch变换
-fpredictive-commoning  // 
-fgcse-after-reload     //执行全局的共同子表达式消除
-ftree-loop-vectorize　  // 
-ftree-loop-distribute-patterns
-fsplit-paths 
-ftree-slp-vectorize
-fvect-cost-model
-ftree-partial-pre
-fpeel-loops 
-fipa-cp-clone options

（4）-Os

这个优化标识和-O3有异曲同工之妙，当然两者的目标不一样，-O3的目标是宁愿增加目标代码的大小，也要拼命的提高运行速度，但是这个选项是在-O2的基础之上，尽量的降低目标代码的大小，这对于存储容量很小的设备来说非常重要。为了降低目标代码大小，会禁用下列优化选项，一般就是压缩内存中的对齐空白(alignment padding)

（5）-Ofast

该选项将不会严格遵循语言标准，除了启用所有的-O3优化选项之外，也会针对某些语言启用部分优化。如：-ffast-math ，对于Fortran语言，还会启用下列选项


-fno-protect-parens 
-fstack-arrays

（6）-Og

优化调试体验。 -Og应该是标准edit-compile-debug周期的优化级别选择，在保持快速编译和良好调试体验的同时，提供合理的优化级别。用于生成可调试代码，因为某些收集调试信息的编译器通道在以下位置被禁用 -O0。像-O0 -Og完全禁用了许多优化过程，因此控制它们的单个选项无效。除此以外-Og 使所有 -O1 优化标志，但那些可能会干扰调试的标志除外：


-fbranch-count-reg  
-fdelayed-branch 
-fdse  
-fif-conversion  
-fif-conversion2  
-finline-functions-called-once 
-fmove-loop-invariants  
-fssa-phiopt 
-ftree-bit-ccp  
-ftree-dse  
-ftree-pta  
-ftree-sra

（8）编译常见报错解决方案

1.gcc编译c++程序报错

Linux环境C++编译报错：undefined reference to `std::ios_base::Init::Init()

问题描述


/root/gcc11.3/include/c++/11.3.0/iostream:74：对‘std::ios_base::Init::Init()’未定义的引用
/root/gcc11.3/include/c++/11.3.0/iostream:74：对‘std::ios_base::Init::~Init()’未定义的引用

Linux Linux环境C++编译报错 undefined reference to `std::i

出现情况：在Linux系统，用gcc(C编译器)编译C++程序，会报标题的错误。

原因是用gcc编译c++程序时，应当链接的库文件为libstdc++.so，而不是默认的libc.so,因此需要用-lstdc++参数指明，否则会在链接时发生错误。

如: gcc myfirst.cpp -lstdc++

gcc mem_map.cpp mmap_w.cpp -o mmap_w -lstdc++

或者使用g++命令

g++ mem_map.cpp mmap_w.cpp -o mmap_w

2.编译c++出现对xxx未定义的引用

uttools-libhelper.cxx:(.text+0x23cd)：对‘utadapter::ut_initxxxxx未定义的引用

collect2: 错误：ld 返回 1

总结一下C++链接错误“对函数或变量未定义的引用”解决办法：

函数或变量所在的库，没有添加到link_directories，需要在CMakeLists.txt里面添加。
模板函数或者模板类数据没有实例化，也可能导致这个问题，需要指定模板，对模板函数或模板类做实例化。
src子文件夹下的文件需要在CMakeLists.txt里面include，也就是说有可能executable文件link到source或者include文件时没有找到函数或变量所在的文件，所以说它们未定义。因此将函数或变量所在文件添加到source或者include中并link到可执行文件，即可解决。
有时可能是需要连接的库是软链接，需要先重新生成软键，再进行编译。
c++类成员函数的定义时未加作用域。

3.找不到对应的线程库

undefined reference to symbol 'pthread_create@@GLIBC_2.2.5'

这个错误信息通常表示在链接时找不到对应的线程库。解决办法是在编译时添加 -pthread 选项来链接线程库。以下是一个示例代码：

gcc -pthread your_code.c -o your_output

4.cannot find -lstdc++

/usr/bin/ld: cannot find -lstdc++

需要安装gcc和g++

5.linux下动态库名字格式不对

动态库名字格式 libxxx.so

（9）运行可执行文件常见问题解决办法

1.某版本的CXXABI找不到

/lib64/libstdc++.so.6: version `CXXABI_1.3.9' not found (required by............)

问题描述

原因分析

gcc动态库版本过老

解决办法

a. 查看gcc动态库版本

strings /lib64/libstdc++.so.6 | grep CXXABI

发现CXXABI最高版本只有1.3.7，没有1.3.9的。解决办法是高版本gcc的动态库替换老版本gcc的动态库。

查看libstdc++.so.6属性

ls -l /lib64/libstdc++.so.6

发现libstdc++.so.6是个软连接，是直接链接到libstdc++.so.6.0.19上去的，而libstdc++.so.6.0.19是老版本的动态库，所以下面要做的就是将libstdc++.so.6连接到新版本的动态库上去。

b.查找编译gcc时生成的最新动态库

执行以下命令，查找编译gcc时生成的最新动态库

find / -name "libstdc++.so.*"

其中/root/gcc11.3/lib64/libstdc++.so.6.0.29是我们新版本的动态库

查看其动态库，能否满足我们的要求

strings /root/gcc11.3/lib64/libstdc++.so.6.0.29 | grep CXXABI

可以看到CXXABI有1.3.9的，满足要求。

如果系统中没有相应的libstdc++.so.x.x.x文件或者不满足我们的要求，可以去下最新版本的RPM resource libstdc

http://www.rpmfind.net/linux/rpm2html/search.php?query=libstdc&submit=Search+...&system=centos&arch=

c. 将上面的最新动态库复制到/lib64/目录下

cp /root/gcc11.3/lib64/libstdc++.so.6.0.29 /lib64/

d. 重新将libstdc++.so.6连接到libstdc++.so.6.0.29上去


cd /lib64
rm -rf libstdc++.so.6
ln -s libstdc++.so.6.0.29 libstdc++.so.6

e. 默认动态库升级完成。重新运行以下命令检查动态库

strings /lib64/libstdc++.so.6 | grep 'CXXABI'

可以看到新的动态库确实链接上去了

2.调用动态库找不到.so库

问题提示

linux下调用动态库.so文件时提示：cannot open shared object file: No such file or directory

在使用第三方so库的时候需要引入到自己的项目中，在编译阶段是没问题的，但是一旦运行会报以下错误：error while loading shared libraries: xxxxxxx.so: cannot open shared object file: No such file or directory

查看该可执行文件需要的库是否存在

比如可执行文件名字叫test

ldd test

执行以上命令，它需要调用哪些动态库，以及该动态库是否存在

解决办法

设置LD_LIBRARY_PATH这个环境变量

由于操作系统在运行程序过程中的package搜索路径依赖于LD_LIBRARY_PATH这个环境变量，所以检查是否包括该路径：

export | grep LD_LIBRARY_PATH

如果没有，则添加：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:动态库所在目录路径

3.缺少libcrypto.so.10库

问题提示

mongo: error while loading shared libraries: libcrypto.so.10: cannot open shared object file: No such file or directory

查看缺少的库文件

ldd /data/usr/mongodb/bin/mongod

/lib64 目录下少了文件：libcrypto.so.10、libssl.so.10

查看宿主机：


ll /lib64/libcrypto.so.1*
 
ll /lib64/libssl.so*

发现libcrypto.so.10是软连接，真正的文件是libcrypto.so.1.0.2k

解决方案

第①种：创建软链接

如果有libcrypto.so.1.0.2k 则在容器中创建软连接就可以了

第②种：直接复制过来

复制文件到当前目录。

懒得复制原名再创建软连接了，直接复制成新的名称


cp /lib64/libcrypto.so.1.0.2k libcrypto.so.10
 
cp /lib64/llibssl.so.1.0.2k libssl.so.10

4.file too short问题

问题描述

./testAPI: error while loading shared libraries: libNanoQuote.so: file too short

原因：拷贝的libNanoQuote.so的文件大小是0，于是出现了这个问题

解决办法：将正确大小的动态库libNanoQuote.so文件拷贝过来就好

end

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