GCC编译器

GCC（GUN Compiler Collection，GUN编译器套件）是由GUN开发的编程语言编译器，其初衷是实现基于GUN操作系统的编译。GCC编译器由原来的只能处理C语言文件，扩展为支持Fortean、Pascal、Java、Objective-C等多种编程语言，现已被大多数类Unix操作系统采纳为标准的编译器，GCC同样适用于Windows操作系统。

1、 GCC编译流程

GCC的编译过程分为四个步骤，分别是预处理（Perprocess）、编译（Compilation）、汇编（Assembly）和链接（Linking）。此处将以名为“hello.c”的C语言文件为例，对GCC的编译流程进行分析讲解。hello.c文件中的代码具体如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
  printf(“hello itheima!\n”);
  return 0;
}

（1）预处理

预处理阶段主要处理源代码中以“#”开头的预编译指令和一些注释信息，处理规则如下：

● 删除代码中的“#define”，展开所有宏定义；

● 处理条件编译指令，如#if、#ifdef、#undef等；

● 将由“#include”包含的文件插入到预编译指令对应的位置，若文件中包含其它文件，同样进行替换；

● 删除代码中的注释；

● 添加行号和文件标识；

● 保留#pragma编译器指令。

预处理所用选项为“-E”，对hello.c文件进行预处理的命令如下：

[itheima@localhost ~]$ gcc **–E** hello.c –o hello.i

其中“-o”选项的功能是指定生成文件的文件名，以下各步骤中选项“-o”的功能与此处相同。经过此步骤之后，会生成一个名为hello.i的文件，此时若查看hello.i文件中的内容，会发现“#include <stdio.h>”一行被头文件stdio.h的内容替换。若源文件中有宏定义、注释、条件编译指令等信息，编译器也会按照上文所述处理规则对其进行处理。

（2）编译

在编译阶段，GCC会对经过预处理的文件进行语法、词法和语义分析，确定代码实际要做的工作，若检查无误，则生成相应的汇编代码文件。编译所用选项为“-S”，操作方法如下：

[itheima@localhost ~]$ gcc **–S** hello.i –o hello.s

经过此步骤之后，会生成一个名为hello.s的文件。

（3）汇编

该过程将编译后生成的汇编代码转换为机器可以执行的命令，即二进制指令，每一个汇编语句几乎都会对应一条机器指令。汇编所用选项为“-o”，操作方法如下：

[itheima@localhost ~]$ gcc **–c** hello.s –o hello.o

此时hello.o文件中的内容为机器码。

（4）链接

链接的过程是组装各个目标文件的过程，在这个过程中会解决符号依赖和库依赖关系，最终生成可执行文件。操作方法如下：

[itheima@localhost ~]$ gcc hello.o –o hello

经过以上4个步骤，最终生成了可执行文件hello。

GCC可以将单个文件编译成可执行文件，也可以编译链接多个文件，生成可执行文件，一般情况下我们不关心编译过程，只关心编译结果，此处只是通过编译步骤中对应的命令讲解了编译的流程，下面将结合实例，就单文件编译和多文件编译分别做出讲解。

2、 单文件编译

以上文给出的hello.c文件为例进行单文件编译，将该文件编译为可执行文件最简单的方法，是在命令行键入如下命令：

[itheima@localhost ~]$ gcc hello.c

编译的过程中，GCC编译器会先将源文件编译为目标文件，再将目标文件链接到可执行文件，之后删除目标文件。编译完成之后，当前目录会生成一个默认名为“a.out”的目标文件。此时在命令行中键入可执行文件名，就会执行该程序并打印执行结果。文件执行命令及执行结果如下：

[itheima@localhost ~]$ ./a.out
hello itheima!

使用gcc命令生成的所有可执行文件的默认名称都是“a.out”，若想指定可执行文件的名字，可以使用“-o”选项，假设将编译后生成的可执行文件命名为“hello”，则在命令行键入的命令如下：

[itheima@localhost ~]$ gcc hello.c –o hello

3、 多文件编译

当源程序较复杂时，可以将一个源程序分别写在多个文件中，如此便可以独立编译每个文件。下面我们将一个实现整数相加功能的程序分别写在三个文件中，以此来介绍GCC中多文件编译的方法。

假设这三个文件分别为： _add.h、_add.c、fc_add.c，其中的代码分别如下：

_add.h         //头文件，加法函数声明
int _add(int a,int b);
_add.c         //加法函数定义
#include "_add.h"
int _add(int a,int b)
{
  int c = a + b;
  return c;
}
_main.c        //主函数文件
#include <stdio.h>
#include "_add.h"
int main()
{
  int a = 10; 
  int b = 5;
  int c = _add(a,b);
  printf("c = %d\n",c);
  return 0;
}

则使用gcc编译多个文件的指令如下：

[itheima@localhost ~]$ gcc _main.c _add.c _add.h -o _main

其中_main为生成的可执行文件。执行文件_main，其结果如下：

[itheima@localhost ~]$ ./_main 
c = 15