在Linux下進行C語言編程，必然要采用GNU GCC來編譯C源代碼生成可執(zhí)行程序。

一、GCC快速入門

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默認生成可執(zhí)行的文件名為：編譯文件.out

我們來看一下經(jīng)典入門程序"Hello World！"

# vi hello.c  

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
void main(void)
{
printf("hello world!\r\n");
}

用gcc編譯成執(zhí)行程序。

#gcc hello.c

該命令將hello.c直接生成最終二進制可執(zhí)行程序a.out

這條命令隱含執(zhí)行了（1）預(yù)處理、（2）匯編、(3)編譯并(4)鏈接形成最終的二進制可執(zhí)行程序。這里未指定輸出文件，默認輸出為a.out。

如何要指定最終二進制可執(zhí)行程序名，那么用-o選項來指定名稱。比如需要生成執(zhí)行程序hello.exe

那么

#gcc hello.c -o hello.exe

二、GCC的命令剖析--四步走

從上面我們知道GCC編譯源代碼生成最終可執(zhí)行的二進制程序，GCC后臺隱含執(zhí)行了四個階段步驟。

GCC編譯C源碼有四個步驟：

預(yù)處理-----> 編譯 ----> 匯編 ----> 鏈接

現(xiàn)在我們就用GCC的命令選項來逐個剖析GCC過程。

1）預(yù)處理(Pre-processing)

在該階段，編譯器將C源代碼中的包含的頭文件如stdio.h編譯進來，用戶可以使用gcc的選項”-E”進行查看。

用法：#gcc -E hello.c -o hello.i

作用：將hello.c預(yù)處理輸出hello.i文件。

[root]# gcc -E hello.c -o hello.i
[root]# ls
hello.c   hello.i
[root]# vi hello.i
# 1 "hello.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command line>"
# 1 "hello.c"
# 1 "/usr/include/stdlib.h" 1 3
# 25 "/usr/include/stdlib.h" 3
# 1 "/usr/include/features.h" 1 3
# 291 "/usr/include/features.h" 3
# 1 "/usr/include/sys/cdefs.h" 1 3
# 292 "/usr/include/features.h" 2 3
# 314 "/usr/include/features.h" 3
# 1 "/usr/include/gnu/stubs.h" 1 3
# 315 "/usr/include/features.h" 2 3
# 26 "/usr/include/stdlib.h" 2 3
# 3 "hello.c" 2
void main(void)
{
printf("hello world!\r\n");
}

2)編譯階段(Compiling)

第二步進行的是編譯階段，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，以確定代碼的實際要做的工作，在檢查無誤后，Gcc把代碼翻譯成匯編語言。用戶可以使用”-S”選項來進行查看，該選項只進行編譯而不進行匯編，生成匯編代碼。

選項 -S

用法：[root]# gcc –S hello.i –o hello.s  


作用：將預(yù)處理輸出文件hello.i匯編成hello.s文件。

[root@richard hello-gcc]# ls

hello.c   hello.i   hello.s

如下為hello.s匯編代碼

[root@richard hello-gcc]# vi hello.s
.file    "hello.c"
.section     .rodata
.LC0:
.string "hello world!\r\n"
.text
.globl main
.type    main,@function
main:
pushl    %ebp
movl     %esp, %ebp
subl     $8, %esp
andl     $-16, %esp
movl     $0, %eax
subl     %eax, %esp
subl     $12, %esp
pushl    $.LC0
call     printf
addl     $16, %esp
movl     $0, %eax
leave
ret
.Lfe1:
.size    main,.Lfe1-main
.ident   "GCC: (GNU) 3.2.2 20030222 (Red Hat Linux 3.2.2-5)"

3)匯編階段(Assembling)

匯編階段是把編譯階段生成的”.s”文件轉(zhuǎn)成二進制目標(biāo)代碼.

選項 -c

用法：[root]# gcc –c hello.s –o hello.o

作用：將匯編輸出文件test.s編譯輸出test.o文件。

[root]# gcc -c hello.s -o hello.o

[root]# ls

hello.c   hello.i   hello.o   hello.s

4）鏈接階段(Link)

在成功編譯之后，就進入了鏈接階段。

無選項鏈接

用法：[root]# gcc hello.o –o hello.exe

作用：將編譯輸出文件hello.o鏈接成最終可執(zhí)行文件hello.exe。

[root]# ls

hello.c   hello.exe   hello.i   hello.o   hello.s  


運行該可執(zhí)行文件，出現(xiàn)正確的結(jié)果如下。

[root@localhost Gcc]# ./hello

Hello World!

在這里涉及到一個重要的概念：函數(shù)庫。

讀者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)實現(xiàn)都被做到名為libc.so.6的庫文件中去了，在沒有特別指定時，gcc會到系統(tǒng)默認的搜索路徑”/usr/lib”下進行查找，也就是鏈接到libc.so.6庫函數(shù)中去，這樣就能實現(xiàn)函數(shù)”printf” 了，而這也就是鏈接的作用。

你可以用ldd命令查看動態(tài)庫加載情況：

[root]# ldd hello.exe

libc.so.6 => /lib/tls/libc.so.6 (0x42000000)

/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)

函數(shù)庫一般分為靜態(tài)庫和動態(tài)庫兩種。靜態(tài)庫是指編譯鏈接時，把庫文件的代碼全部加入到可執(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。其后綴名一般為”.a”。動態(tài)庫與之相反，在編譯鏈接時并沒有把庫文件的代碼加入到可執(zhí)行文件中，而是在程序執(zhí)行時由運行時鏈接文件加載庫，這樣可以節(jié)省系統(tǒng)的開銷。動態(tài)庫一般后綴名為”.so”，如前面所述的libc.so.6就是動態(tài)庫。gcc在編譯時默認使用動態(tài)庫。