GCC 编译全过程
GCC 编译全过程
本文仅总结了大部分常用的 GCC 命令，共大家学习参考
GCC 简介
GCC 的意思也只是 GNU C Compiler 而已。经过了这么多年的发展，GCC 已经不仅仅能支持 C语言；它现在还支持 Ada 语言、C++ 语言、Java 语言、Objective C 语言、Pascal 语言、COBOL语言，以及支持函数式编程和逻辑编程的 Mercury 语言，等等。而 GCC 也不再单只是 GNU C 语言编译器的意思了，而是变成了 GNU Compiler Collection 也即是 GNU 编译器家族的意思了。另一方面，说到 GCC 对于操作系统平台及硬件平台支持，概括起来就是一句话：无所不在。
简单编译
实例程序 main.c 如下：
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello ppqppl! \n");
return 0;
}
这个程序，一步到位的编译命令如下：
gcc main.c -o main
实际上，上述的编译步骤分为四个阶段：
1.预处理（也叫预编译，Preprocessing）
2.编译（Compilation）
3.汇编（Assenbly）
4.连接（Linking）
预处理
主要包括一下过程：
1.将所有的 #define 删除，并展开所有宏定义，处理所有的条件预编译指令，例如 #if #ifdef 等
2.处理 #include 预编译命令，将被包含的文件插入到该预编译指令的位置
3.删除所有注释
4.添加行号和文件标识，以便编译时产生调试用的行号及编译错误警告的行号
5.保留所有的 #pragma 编译器指令，后迅速编译过程需要使用
预处理命令如下：
gcc -E main.c -o main.i
#或
gcc -E main.c
可以直接输出预处理后存放在 main.c 中的代码，gcc 的 -E 选项，可以让编译器在预处理后停止，-o 表示输出编译后的文件。并输出预处理结果。
编译为汇编代码
编译过程就是对预处理完的文件进行一系列的词法分析，语法分析，语义分析及优化后生成相应的汇编代码
GCC 命令如下：
gcc -S main.i -o main.s
gcc 的 -S 选项，表示在程序编译期间，在生成汇编代码后，停止
汇编
汇编过程调用对汇编代码进行处理，生成机器可以识别的指令，由于每一个汇编语句几乎都对应一条处理器指令，所以，汇编想对于编译过程简单一些，调用 Binutils 中的汇编器 as 根据汇编指令和处理器指令的对照表一一翻译即可
当程序由多个源代码文件构成时，每个文件都要先完成汇编，生成 .o 目标文件之后，才能进行链接
对于上一小节中生成的汇编代码文件 main.s，gas 汇编器负责将其编译为目标文件
gcc -c main.s -o main.o
# 或者直接使用 as 进行汇编
as -c main.s -o main.o
注意： hello.o目标文件为 ELF（ ELF ） 格式的可重定向文件
关于 ELF 文件的介绍，请看：GCC 一步到位的 ELF 部分
连接
链接分为：动态链接、静态链接
静态链接
在编译阶段直接把静态库加入到可执行文件中，可执行文件较大。连接器将函数代码从所在地拷贝到最终执行程序中
动态链接
链接阶段，仅仅只加入一些描述信息，而程序执行是从系统中制定位置把相应动态库加载到内存中
注意： 关于动态库与静态库的进一步内容，可以看我的另一篇文章：GCC 入门之 静态库 与 动态库
连接过程：
为创建可执行文件，连接器必须要完成的任务是：符号解析、重定位
符号解析：把目标文件中符号的定义和引用联系起来
重定位：把符号定义和内存地址对应起来然后修改所有对符号的作用
gcc 连接器是 gas 提供的，负责将程序的目标文件与所需的所有附加的目标文件连接起来，最终生成可执行文件。附加的目标文件包括静态连接库和动态连接库。
对于上一小节中生成的 main.o，将其与Ｃ标准输入输出库进行连接，最终生成程序 main
gcc main.o -o main
在命令行窗口，可以直接执行 ./test，运行结果如下：
多个程序文件的编译
通常整个程序是由多个源文件组成的，相应地也就形成了多个编译单元，使用 GCC 能够很好地管理这些编译单元。假设有一个由 main.c 和 sub1.c 两个源文件组成的程序，为了对它们进行编译，并最终生成可执行程序 main，可以使用下面这条命令：
gcc main.c sub1.c -o main
如果同时处理的文件不止一个，GCC 仍然会按照预处理、编译和链接的过程依次进行。如果深究起来，上面这条命令大致相当于依次执行如下三条命令：
gcc -c main.c -o main.o
gcc -c sub1.c -o sub1.o
gcc main.o sub1.o -o main
检错
gcc -pedantic main.c -o main
-pedantic 编译选项并不能保证被编译程序与 ANSI/ISO C 标准的完全兼容，它仅仅只能用来帮助 Linux 程序员离这个目标越来越近。
或者换句话说，-pedantic 选项能够帮助程序员发现一些不符合 ANSI/ISO C 标准的代码，但不是全部，事实上只有 ANSI/ISO C 语言标准中要求进行编译器诊断的那些情况，才有可能被 GCC 发现并提出警告。
除了-pedantic 之外，GCC 还有一些其它编译选项也能够产生有用的警告信息。这些选项大多以 -W 开头，其中最有价值的当数 -Wall 了，使用它能够使 GCC 产生尽可能多的警告信息。
gcc -Wall main.c -o main
GCC 给出的警告信息虽然从严格意义上说不能算作错误，但却很可能成为错误的栖身之所。一个优秀的 Linux 程序员应该尽量避免产生警告信息，使自己的代码始终保持标准、健壮的特性。所以将警告信息当成编码错误来对待，是一种值得赞扬的行为！所以，在编译程序时带上 -Werror 选项，那么 GCC 会在所有产生警告的地方停止编译，迫使程序员对自己的代码进行修改，如下：
gcc -Werror main.c -o main
