嵌入式Linux应用开发基础知识(一)——GCC编译过程

目前很多IDE(集成开发环境)把编译过程封装的很好，导致很多嵌入式软件工程师不知道一个C程序的具体的编译过程，这一章我们来讲讲C程序的编译过程。

如下图所示，一个C/C++文件要经过预处理(preprocessing)、编译(compilation)、汇编(assembly)和链接(linking)等4步才能变成可执行文件。在日常交流中通常使用“编译”统称这4个步骤.

通过不同的gcc选项可以控制这些过程：

在日常交流中通常使用“编译”统称这4个步骤，如果不是特指这4个步骤中的某一个，本教程也依惯例使用“编译”这个统称。
gcc使用示例：

gcc hello.c                   // 输出一个名为a.out的可执行程序，然后可以执行./a.out
gcc -o hello hello.c          // 输出名为hello的可执行程序，然后可以执行./hello
gcc -o hello hello.c -static  // 静态链接
gcc -c -o hello.o hello.c  // 先编译(不链接)
gcc -o hello hello.o       // 再链接

故名思意就是预先处理，其中处理了以下几部分：

• 展开包含的头文件，即#include后包含的头文件，全部复制到当前程序展开。
• #define定义的符号替换
• 进行条件编译
• 删除所有注释

使用GCC编译器，可以通过加上-E选项指定只进行预处理过程。如

gcc -E -o hello.i hello.c

-o 选项表示指定输出文件，上述语句表示将hello.c文件只进行预处理，生成hello.i文件(.i后缀为预处理过后的文件格式)
下图左边为.C文件，右边为.i部分文件，可见首先将头文件stdio.h进行展开，由于stdio.h包含了其他文件，所以该展开会进行递归，将所有涉及的文件都展开。

如下图所示，预处理后的文件将宏定义的MAX和MIN进行了替换
如下图所示，预处理还会进行条件编译，如果条件为假，那么用空行替换相应的语句

下图注意到注释使用了空行进行替换(一行注释使用空行，如果是部分注释则使用空格进行替换)

编译过程是将源文件编译为将C语言代码转换成汇编代码，还有一些更复杂的操作。

使用GCC编译器，可以通过加上-E选项指定只进行预处理过程。如

gcc -S -o hello.s hello.i

生成的汇编文件如下图所示

主要将汇编代码转换成二进制指令（机器指令）

使用GCC编译器，可以通过加上-c选项指定只进行预处理过程。如

gcc -c -o hello.o hello.s

生成的二进制文件如下图所示(使用文本编辑器打开会出现乱码)

将所有的二进制文件(.o文件)进行链接，生成可执行文件.elf