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简述gcc编译过程的四个阶段

发布时间: 2023-02-06 08:51:15

① 请问linux下,gcc编译程序的过程(从读取源文件到制作可执行程序中间所有过程,越详细越好)

gcc -S *.c 预处理+反汇编

② 怎样用c语言编译

C编译的整个过程很复杂,大致可以分为以下四个阶段:

  1. 预处理阶段在该阶段主要完成对源代码的预处理工作,主要包括对宏定义指令,头文件包含指令,预定义指令和特殊字符的处理,如对宏定义的替换以及文件头中所包含的文件中预定义代码的替换等,总之这步主要完成一些替换工作,输出是同源文件含义相同但内容不同的文件。

  2. 编译、优化阶段编译就是将第一阶段处理得到的文件通过词法语法分析等转换为汇编语言。优化包括对中间代码的优化,如删除公共表达式,循环优化等;和对目标代码的生成进行的优化,如如何充分利用机器的寄存器存放有关变量的值,以减少内存访问次数。

  3. 汇编阶段将汇编语言翻译成机器指令。

  4. 链接阶段链接阶段的主要工作是将有关的目标文件连接起来,即将在一个文件中引用的符号同该符号在另外一个文件中的定义连接起来,使得所有的目标文件成为一个能够被操作系统装入执行的统一整体。

③ 用gcc编译器C语言程序的技巧

方法/步骤
1、编写c代码,并输入以下代码,生成文件hello.c
[root@wahoo
test]#
vim
hello.c
#include
<stdio.h>
#define
DISPLAY
"hello
c!"
int
main(void)
{
printf("%s\n",
DISPLAY
);
return
0;
}
ZZ(说明:ZZ当前文件进行快速保存操作)
2、预编译(Preprocessing)
会对各种预处理指令(#include
#define
#ifdef
等#开始的代码行)进行处理,删除注释和多余的空白字符,生成一份新的代码
[root@wahoo
test]#gcc
-E
hello.c
-o
hello.i
E
参数
通知gcc对目标文件进行预编译,这里是对文件hello.c文件
o
参数
是对命令输出结果进行导入操作,这里是把
gcc
-E
hello.c
操作结果输出到文件hello.i(命名要自定义)中进行保存
这个命令执行完后我们目录下多了一个文件hello.i,你可以查阅一下文件的内容。
3、编译(Compilation)
对代码进行语法、语义分析和错误判断,生成汇编代码文件
[root@wahoo
test]#gcc
-S
hello.i
-o
hello.s
S
参数
通知gcc对目标文件进行编译,这里是对文件hello.i文件
通过这一步我们知道
C语言跟汇编的
关系,至于他们之前是如何进行转换的,大家可以进行更深入的学习与探讨。
此时目录下多了一个hello.s文件,内容如图
4、汇编(Assembly)
把汇编代码转换与计算机可认识的二进制文件,要知道计算机只认识0和1呢
[root@wahoo
test]#gcc
-c
hello.s
-o
hello.o
c
参数
通知gcc对目标文件执行指令转换操作
此步骤我们得到文件hello.o
大家也同样打开文件查看一下,这个文件里面几乎没几个字符大家能看懂,这就对了,但大家可以通过这种方法将其转化为我们可读的形式:
[root@wahoo
test]#readelf
-a
hello.o
5、链接(Linking/Build)
通俗的讲就是把多个*.o文件合并成一个可执行文件,二进制指令文件
[root@wahoo
test]#gcc
hello.o
-o
hello
这里我们就得到了一个可以直接在系统下执行的文件
hello
我们也可以对这个文件进行readelf操作,也可以进行二进制指令转汇编的操作
[root@wahoo
test]#objmp
-d
hello
6、程序运行
[root@wahoo
test]#./hello
hello
c!
7、总结:gcc
编译c程序的主要过程包括
预编译->编译->汇编->连接
四个过程,每个过程都分别进行不同的处理,了解了这其中的一些原理,对c编程的理解大有益处

④ 编译器在编译阶段,究竟做哪些事情

1. 预处理首先源代码文件(.c/.cpp)和相关头文件(.h/.hpp)被预处理器cpp预编译成.i文件(C++为.ii)。预处理命令为:gcc –E hello.c –o hello.i预编译过程主要处理那些源代码中以#开始的预编译指令,主要处理规则如下:u 将所有的#define删除,并且展开所有的宏定义;u 处理所有条件编译指令,如#if,#ifdef等;u 处理#include预编译指令,将被包含的文件插入到该预编译指令的位置。该过程递归进行,及被包含的文件可能还包含其他文件。u 删除所有的注释//和 /**/;u 添加行号和文件标识,如#2 “hello.c” 2,以便于编译时编译器产生调试用的行号信息及用于编译时产生编译错误或警告时能够显示行号信息;u 保留所有的#pragma编译器指令,因为编译器须要使用它们。2. 编译编译过程就是把预处理完的文件进行一系列词法分析,语法分析,语义分析及优化后生成相应的汇编代码文件(.s)。编译的命令为:gcc –S hello.i –o hello.s或者从源文件直接输出汇编代码文件:gcc –S hello.c –o hello.s现在版本的GCC把预编译和编译两个步骤合并成一个步骤,由程序cc1来完成(C++为cc1plus)。3. 汇编汇编就是将汇编代码转变成机器可以执行的命令,生成目标文件(.o),汇编器as根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译即可完成。汇编的命令为:gcc –c hello.s –o hello.o或者从源文件直接输出目标文件:gcc –c hello.c –o hello.o4. 链接链接就是链接器ld将各个目标文件组装在一起,解决符号依赖,库依赖关系,并生成可执行文件。链接的命令为:ld –static crt1.o crti.o crtbeginT.o hello.o –start-group –lgcc –lgcc_eh –lc-end-group crtend.o crtn.o一般我们使用一条命令就可以完成上述4个步骤:gcc hello.c实际上gcc只是一些其它程序的包装,它会根据不同参数去调用预编译编译程序cc1、汇编器as、链接器ld。

⑤ C语言源程序到运行程序经过哪几个步骤

1、预处理

在这一阶段,源码中的所有预处理语句得到处理,例如:#include语句所包含的文件内容替换掉语句本身,所有已定义的宏被展开。

根据#ifdef,#if等语句的条件是否成立取舍相应的部分,预处理之后源码中不再包含任何预处理语句。

GCC预处理阶段可以生成.i的文件,通过选项-E可以使编译器在预处理结束时就停止编译。例如:gcc -E -o hello.i hello.c

2、编译

这一阶段,编译器对源码进行词法分析、语法分析、优化等操作,最后生成汇编代码。这是整个过程中最重要的一步,因此也常把整个过程称为编译。

可以通过选项-S使GCC在进行完编译后停止,生成.s的汇编程序。例如:gcc -S -o hello.s hello.c

3、汇编

这一阶段使用汇编器对汇编代码进行处理,生成机器语言代码,保存在后缀为.o的目标文件中。

当程序由多个代码文件构成时,每个文件都要先完成汇编工作,生成.o目标文件后,才能进入下一步的链接工作。

目标文件已经是最终程序的某一部分了,只是在链接之前还不能执行。可以通过-c选项生成目标文件:gcc -c -o hello.o hello.c

4、链接

经过汇编以后的机器代码还不能直接运行。为了使操作系统能够正确加载可执行文件,文件中必须包含固定格式的信息头,还必须与系统提供的启动代码链接起来才能正常运行,这些工作都是由链接器来完成的。gcc -o hello hello.c

5、运行:执行.EXE文件,得到运行结果。

⑥ Linux下gcc编译介绍

Linux系统下的Gcc(GNU C Compiler)是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器,是GNU的代表作品之一。gcc是可以在多种硬体平台上编译出可执行程序的超级编译器,其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%~30%。
Gcc编译器能将C、C++语言源程序、汇程式化序和目标程序编译、连接成可执行文件,如果没有给出可执行文件的名字,gcc将生成一个名为a.out的文件。在Linux系统中,可执行文件没有统一的后缀,系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。而gcc则通过后缀来区别输入文件的类别,下面我们来介绍gcc所遵循的部分约定规则。
.c为后缀的文件,C语言源代码文件;
.a为后缀的文件,是由目标文件构成的档案库文件;
.C,.cc或.cxx 为后缀的文件,是C++源代码文件;
.h为后缀的文件,是程序所包含的头文件;
.i 为后缀的文件,是已经预处理过的C源代码文件;
.ii为后缀的文件,是已经预处理过的C++源代码文件;
.m为后缀的文件,是Objective-C源代码文件;
.o为后缀的文件,是编译后的目标文件;
.s为后缀的文件,是汇编语言源代码文件;
.S为后缀的文件,是经过预编译的汇编语言源代码文件。
Gcc的执行过程
虽然我们称Gcc是C语言的编译器,但使用gcc由C语言源代码文件生成可执行文件的过程不仅仅是编译的过程,而是要经历四个相互关联的步骤∶预处理(也称预编译,Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。
命令gcc首先调用cpp进行预处理,在预处理过程中,对源代码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析。接着调用cc1进行编译,这个阶段根据输入文件生成以.o为后缀的目标文件。汇编过程是针对汇编语言的步骤,调用as进行工作,一般来讲,.S为后缀的汇编语言源代码文件和汇编、.s为后缀的汇编语言文件经过预编译和汇编之后都生成以.o为后缀的目标文件。当所有的目标文件都生成之后,gcc就调用ld来完成最后的关键性工作,这个阶段就是连接。在连接阶段,所有的目标文件被安排在可执行程序中的恰当的位置,同时,该程序所调用到的库函数也从各自所在的档案库中连到合适的地方。

Gcc的基本用法和选项
在使用Gcc编译器的时候,我们必须给出一系列必要的调用参数和文件名称。Gcc编译器的调用参数大约有100多个,其中多数参数我们可能根本就用不到,这里只介绍其中最基本、最常用的参数。
Gcc最基本的用法是∶gcc [options] [filenames]
其中options就是编译器所需要的参数,filenames给出相关的文件名称。
-c,只编译,不连接成为可执行文件,编译器只是由输入的.c等源代码文件生成.o为后缀的目标文件,通常用于编译不包含主程序的子程序文件。
-o output_filename,确定输出文件的名称为output_filename,同时这个名称不能和源文件同名。如果不给出这个选项,gcc就给出预设的可执行文件a.out。
-g,产生符号调试工具(GNU的gdb)所必要的符号资讯,要想对源代码进行调试,我们就必须加入这个选项。
-O,对程序进行优化编译、连接,采用这个选项,整个源代码会在编译、连接过程中进行优化处理,这样产生的可执行文件的执行效率可以提高,但是,编译、连接的速度就相应地要慢一些。
-O2,比-O更好的优化编译、连接,当然整个编译、连接过程会更慢。
-Idirname,将dirname所指出的目录加入到程序头文件目录列表中,是在预编译过程中使用的参数。C程序中的头文件包含两种情况∶
A)#include
B)#include “myinc.h”
其中,A类使用尖括号(< >),B类使用双引号(“ ”)。对于A类,预处理程序cpp在系统预设包含文件目录(如/usr/include)中搜寻相应的文件,而对于B类,cpp在当前目录中搜寻头文件,这个选项的作用是告诉cpp,如果在当前目录中没有找到需要的文件,就到指定的dirname目录中去寻找。在程序设计中,如果我们需要的这种包含文件分别分布在不同的目录中,就需要逐个使用-I选项给出搜索路径。
-Ldirname,将dirname所指出的目录加入到程序函数档案库文件的目录列表中,是在连接过程中使用的参数。在预设状态下,连接程序ld在系统的预设路径中(如/usr/lib)寻找所需要的档案库文件,这个选项告诉连接程序,首先到-L指定的目录中去寻找,然后到系统预设路径中寻找,如果函数库存放在多个目录下,就需要依次使用这个选项,给出相应的存放目录。
-lname,在连接时,装载名字为“libname.a”的函数库,该函数库位于系统预设的目录或者由-L选项确定的目录下。例如,-lm表示连接名为“libm.a”的数学函数库。
上面我们简要介绍了gcc编译器最常用的功能和主要参数选项,更为详尽的资料可以参看Linux系统的联机帮助。
假定我们有一个程序名为test.c的C语言源代码文件,要生成一个可执行文件,最简单的办法就是∶
gcc test.c
这时,预编译、编译连接一次完成,生成一个系统预设的名为a.out的可执行文件,对于稍为复杂的情况,比如有多个源代码文件、需要连接档案库或者有其他比较特别的要求,就要给定适当的调用选项参数。再看一个简单的例子。
整个源代码程序由两个文件testmain.c 和testsub.c组成,程序中使用了系统提供的数学库,同时希望给出的可执行文件为test,这时的编译命令可以是∶
gcc testmain.c testsub.c □lm □o test
其中,-lm表示连接系统的数学库libm.a。

Gcc的错误类型及对策
Gcc编译器如果发现源程序中有错误,就无法继续进行,也无法生成最终的可执行文件。为了便于修改,gcc给出错误资讯,我们必须对这些错误资讯逐个进行分析、处理,并修改相应的语言,才能保证源代码的正确编译连接。gcc给出的错误资讯一般可以分为四大类,下面我们分别讨论其产生的原因和对策。

第一类∶C语法错误
错误资讯∶文件source.c中第n行有语法错误(syntex errror)。这种类型的错误,一般都是C语言的语法错误,应该仔细检查源代码文件中第n行及该行之前的程序,有时也需要对该文件所包含的头文件进行检查。有些情况下,一个很简单的语法错误,gcc会给出一大堆错误,我们最主要的是要保持清醒的头脑,不要被其吓倒,必要的时候再参考一下C语言的基本教材。
第二类∶头文件错误
错误资讯∶找不到头文件head.h(Can not find include file head.h)。这类错误是源代码文件中的包含头文件有问题,可能的原因有头文件名错误、指定的头文件所在目录名错误等,也可能是错误地使用了双引号和尖括号。

第三类∶档案库错误
错误资讯∶连接程序找不到所需的函数库,例如∶
ld: -lm: No such file or directory
这类错误是与目标文件相连接的函数库有错误,可能的原因是函数库名错误、指定的函数库所在目录名称错误等,检查的方法是使用find命令在可能的目录中寻找相应的函数库名,确定档案库及目录的名称并修改程序中及编译选项中的名称。
第四类∶未定义符号
错误资讯∶有未定义的符号(Undefined symbol)。这类错误是在连接过程中出现的,可能有两种原因∶一是使用者自己定义的函数或者全局变量所在源代码文件,没有被编译、连接,或者干脆还没有定义,这需要使用者根据实际情况修改源程序,给出全局变量或者函数的定义体;二是未定义的符号是一个标准的库函数,在源程序中使用了该库函数,而连接过程中还没有给定相应的函数库的名称,或者是该档案库的目录名称有问题,这时需要使用档案库维护命令ar检查我们需要的库函数到底位于哪一个函数库中,确定之后,修改gcc连接选项中的-l和-L项。
排除编译、连接过程中的错误,应该说这只是程序设计中最简单、最基本的一个步骤,可以说只是开了个头。这个过程中的错误,只是我们在使用C语言描述一个算法中所产生的错误,是比较容易排除的。我们写一个程序,到编译、连接通过为止,应该说刚刚开始,程序在运行过程中所出现的问题,是算法设计有问题,说得更玄点是对问题的认识和理解不够,还需要更加深入地测试、调试和修改。一个程序,稍为复杂的程序,往往要经过多次的编译、连接和测试、修改。下面我们学习的程序维护、调试工具和版本维护就是在程序调试、测试过程中使用的,用来解决调测阶段所出现的问题。窗体顶端
窗体底端

⑦ Linux中gcc的编译过程包括哪几步

gcc编译分为四部;

第一步,预编译,将程序中的宏定义等预编译;

第二步,编译,将*.h,*.c等文件编译成为*.o文件;

第三步,汇编;

第四步,连接,将*.o文件连接库,生成可执行文件!

⑧ 如何在ubuntu下使用gcc命令编程

  1. 一步到位的编译指令是:gcc test.c -o test

  2. 实质上,上述编译过程是分为四个阶段进行的,即预处理(也称预编译,Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编 (Assembly)和连接(Linking)。

    预处理: gcc -E test.c -o test.i 或 gcc -E test.c

    编译为汇编代码:gcc -S test.i -o test.s

    汇编:gcc -c test.s -o test.o

    连接:gcc test.o -o test

⑨ 怎样调试GCC源码

一、Linux程序gcc编译步骤:
Gcc编译过程主要的4个阶段:
l 预处理阶段,完成宏定义和include文件展开等工作;(.i)
l 根据编译参数进行不同程度的优化,编译成汇编代码(.s.S)
l 用汇编器把汇编代码进一步生成目标代码(.o)
l 用连接器把生成的目标代码和系统或用户提供的库连接起来,生成可执行文件
格式:
l gcc -E test.c//预处理阶段
l Gcc -S test.c//编译阶段
l Gcc -c test.c//汇编阶段
l Gcc -o test test.c//链接阶段
二、Linux程序gdb调试步骤:
Gdb的功能:
l 设置断点
l 监视程序变量的值
l 程序的单步执行
l 显示、修改变量的值
l 显示、修改寄存器
l 查看程序的堆栈情况
l 远程调试
Gdb调试过程:
1、程序经过预处理后,即进入编译阶段,进入编译阶段,首先声明编译:
2、格式:gdb -o test test.c -g
3、进入编译:gdb test
4、显示需要编译调试的源程序:l(list)//list filename
5、设置断点:b(break)行号
6、查看设置的断点:info b
7、运行调试程序:run
8、跳到下一个断点:c(continue)
9、单步运行的话使用:n(next)/s(step into)跳到函数体 //区别在与:next执行函数体,而step不执行函数体
10、调试过程中查看某个变量的变化:print i (每次都要手动设置)//display i(设置一次一直尾随,直到用“undisplay 变量标号” 停止)
11、退出当前的调试使用finish 跳出函数
12、清楚断点 clear 行号
13、Delete 断点信息序号// 删除所有断点或设置的要删除的断点
14、退出调试 q
15、b num if i==20 设置断点的触发条件
16、condition num i==50 改变断点的触发条件

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