• gcc/g++ 实战之编译的四个过程


     

     
    gcc和g++分别是GNU(一个开源组织)的c&c++编译器
     

    对于.c后缀的文件,gcc把它当做是C程序,g++当做是C++程序;对于.cpp后缀的文件,gcc和g++都会当做c++程序。gcc可以根据后缀名为.c或.cpp分别按c程序和c++程序来编译,但是g++无论是.c或.cpp都统一按c++程序来编译。

    编译阶段,g++会调用gcc,链接阶段通常会用g++来完成,g++在编译的过程中,其实是调用gcc按照c++程序来编译的。即编译工作最终都是由gcc来完成的。这是因为gcc命令不能自动和c++程序使用的库连接。而g++则会自动调用链接的c++库。

    gcc可以用来编译c++但是它不会自动调用链接的c++库,你需要自己手动链接,使用如下命令:

    gcc main.cpp -lstdc++

    注:main.cpp -lstdc++ 位置不能换,换了位置笔者编译出现了 main.cpp:(.text+0x2d):undefined reference to`std::cout' 等一系列的错误


    gcc/g++在执行编译工作的时候,分为以下四个过程:

    1.预处理,生成.i的文件
    2.将预处理后的文件转换成汇编语言,生成.s文件
    3.汇编变为目标代码(机器代码)生成.o的文件
    4.连接目标代码,生成可执行程序

    下面用个小例子说明这四个过程:

     //建个main.cpp
    复制代码
    //This is the test code
     #include <iostream>
     using namespace std;  
     #define pi 3.14
    static int t = 1;
    int main() {   cout<<"Hello World: The t+pi is "<<t+pi<<endl;   return 0; }
    复制代码
     

    (1)预处理阶段

    g++ -E main.cpp > main.i 

    预处理后的文件 linux下以.i为后缀名,这个过程只激活预处理,不生成文件,因此你需要把它重定向到一个输出文件里 。

     

    这一步的功能:

    宏的替换,还有注释的消除,还有找到相关的库文件,将#include文件的全部内容插入。若用<>括起文件则在系统的INCLUDE目录中寻找文件,若用" "括起文件则在当前目录中寻找文件。

    用编辑器打开main.i会发现有很多很多代码,你只需要看最后部分就会发现,预处理做了宏的替换,还有注释的消除,可以理解为无关代码的清除。

    cat main.i

    下面是main.i文件的最后部分,可以看见宏的替换和注释的消除。

     

    (2)将预处理后的文件转换成汇编语言,生成.s文件

    g++ -S main.cpp

    这一步的功能:

    生成main.s文件,.s文件表示是汇编文件,用编辑器打开就都是汇编指令。

    cat main.s

    下面是main.s文件的一部分:

    (3)汇编变为目标代码(机器代码)生成.o的文件

    g++ -c main.cpp 

    这一步的功能:

    .o是gcc生成的目标文件,用编辑器打开就都是二进制机器码。
     
    cat main.o

    下面是main.o文件的一部分:

    (4)连接目标代码,生成可执行程序

    g++ main.o -o main //生成的可执行程序名为main ,如果执行命令 g++ main.o  这样默认生成a.out,也就是main与a.out是一个只是名字不同而已
    下面是main文件的一部分:
     
     
     
    ls

    ./main

     
     

    在成功编译之后,就进入了链接阶段。在这里涉及到一个重要的概念:函数库(可以这么理解就是不带main()函数的.cpp生成的)。

    读者可以重新查看这个小程序,在这个程序中并没有定义”cout”的函数(准确说cout不是函数,cout却很独特:既不是函数,似乎也不是C++特别规定出来的像if,for一类有特殊语法的“语句”,其实说到底还是函数调用,不过这函数有些特殊,用的是运算符重载,确切地说是重载了“<<”运算符。这里如果用pritf()函数说明会更好,暂且当做函数理解吧)实现,且在预编译中包含进的”iostream”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”cout”函数的呢?系统把这些函数实现都被做到名为stdc++的库文件中去了,在没有特别指定时,g++会到系统默认的搜索路径”/usr/lib”下进行查找,也就是链接到stdc++库函数中去,这样就能实现函数”cout”了,而这也就是链接的作用。

    函数库一般分为静态库和动态库两种。

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