gcc是當(dāng)前三大主流c編譯器之一，對于這款c編譯器，想必諸多人士均有使用體驗。在本文中，將對gcc c編譯器編譯流程加以介紹，以幫助大家更好了解這款c編譯器的工作流程。

一、GCC簡介

GNU CC(簡稱為gcc)是GNU項目中符合ANSI C標(biāo)準(zhǔn)的編譯系統(tǒng)，能夠編譯用C、C++和Object C等語言編寫的程序。gcc不僅功能強(qiáng)大，而且可以編譯如C、C++、Object C、Java、Fortran、Pascal、Modula-3和Ada等多種語言，而且gcc是一個交叉平臺編譯器，它能夠在當(dāng)前CPU平臺上為多種不同體系結(jié)構(gòu)的硬件平臺開發(fā)軟件，因此尤其適合在嵌入式領(lǐng)域的開發(fā)編譯。本章中的示例，除非特別注明，否則均采用4.x.x的gcc版本。

.cC原始程序.s/.S匯編語言原始程序

.C/.cc/.cxxC++原始程序.h預(yù)處理文件(頭文件)

.mObjecTIve-C原始程序.o目標(biāo)文件

.i已經(jīng)過預(yù)處理的C原始程序.a/.so編譯后的庫文件

.ii已經(jīng)過預(yù)處理的C++原始程序……

二、gcc編譯流程解析

如本章開頭提到的，gcc的編譯流程分為了4個步驟，分別為：

n 預(yù)處理(Pre-Processing);

n 編譯(Compiling);

n 匯編(Assembling);

n 鏈接(Linking)。

下面就具體來查看一下gcc是如何完成以上4個步驟的。

首先看一下hello.c的源代碼：

#include 《stdio.h》

int main()

{

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

return 0;

}

(1)預(yù)處理階段。

在該階段，對包含的頭文件(#include)和宏定義(#define、#ifdef等)進(jìn)行處理。在上述代碼的預(yù)處理過程中，編譯器將包含的頭文件stdio.h編譯進(jìn)來，并且用戶可以使用gcc的選項“-E”進(jìn)行查看，該選項的作用是讓gcc在預(yù)處理結(jié)束后停止編譯過程。

注意gcc指令的一般格式為：gcc [選項] 要編譯的文件 [選項] [目標(biāo)文件]

其中，目標(biāo)文件可缺省，gcc默認(rèn)生成可執(zhí)行的文件，名為：編譯文件.out

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

在此處，選項“-o”是指目標(biāo)文件，由表3.6可知，“.i”文件為已經(jīng)過預(yù)處理的C程序。以下列出了hello.i文件的部分內(nèi)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;

}

由此可見，gcc確實進(jìn)行了預(yù)處理，它把“stdio.h”的內(nèi)容插入hello.i文件中。

(2)編譯階段。

接下來進(jìn)行的是編譯階段，在這個階段中，gcc首先要檢查代碼的規(guī)范性、是否有語法錯誤等，以確定代碼實際要做的工作，在檢查無誤后，gcc把代碼翻譯成匯編語言。用戶可以使用“-S”選項來進(jìn)行查看，該選項只進(jìn)行編譯而不進(jìn)行匯編，結(jié)果生成匯編代碼。

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

以下列出了hello.s的內(nèi)容，可見gcc已經(jīng)將其轉(zhuǎn)化為匯編代碼了，感興趣的小編可以分析一下這一個簡單的C語言小程序是如何用匯編代碼實現(xiàn)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)匯編階段。

匯編階段是把編譯階段生成的“.s”文件轉(zhuǎn)成目標(biāo)文件，小編在此使用選項“-c”就可看到匯編代碼已轉(zhuǎn)化為“.o”的二進(jìn)制目標(biāo)代碼了，如下所示：

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

(4)鏈接階段。

在成功編譯之后，就進(jìn)入了鏈接階段。這里涉及一個重要的概念：函數(shù)庫。

小編可以重新查看這個小程序，在這個程序中并沒有定義“printf”的函數(shù)實現(xiàn)，且在預(yù)編譯中包含進(jìn)的“stdio.h”中也只有該函數(shù)的聲明，而沒有定義函數(shù)的實現(xiàn)，那么，是在哪里實現(xiàn)“printf”函數(shù)的呢?最后的答案是：系統(tǒng)把這些函數(shù)的實現(xiàn)都放到名為libc.so.6的庫文件中去了，在沒有特別指定時，gcc會到系統(tǒng)默認(rèn)的搜索路徑“/usr/lib”下進(jìn)行查找，也就是鏈接到libc.so.6函數(shù)庫中去，這樣就能調(diào)用函數(shù)“printf”了，而這也正是鏈接的作用。

函數(shù)庫有靜態(tài)庫和動態(tài)庫兩種。靜態(tài)庫是指編譯鏈接時，將庫文件的代碼全部加入可執(zhí)行文件中，因此生成的文件比較大，但在運行時也就不再需要庫文件了。其后綴名通常為“.a”。動態(tài)庫與之相反，在編譯鏈接時并沒有將庫文件的代碼加入可執(zhí)行文件中，而是在程序執(zhí)行時加載庫，這樣可以節(jié)省系統(tǒng)的開銷。一般動態(tài)庫的后綴名為“.so”，如前面所述的libc.so.6就是動態(tài)庫。gcc在編譯時默認(rèn)使用動態(tài)庫。

以上便是小編帶來的有關(guān)“c編譯器”的所有內(nèi)容，通過本文，希望大家對gcc的編譯原理有所了解。