gcc和编译过程分解

编译过程

• 预处理->编译->汇编->链接
• gcc需要调用预处理程序cpp，由它负责展开在源文件中定义的宏，并向其中插入#include语句所包含的内容；接着，gcc会调用ccl和as将处理后的源代码编译成目标代码；最后，gcc会调用链接程序ld，把生成的目标代码链接成一个可执行程序。

编译分解

示例代码：

#include <stdio.h>
int
main(int argc, char **argv)
{
    printf("Hello world.\n");
    return 0;
}

• 使用-E参数可以让gcc在预处理结束后停止编译过程

  gcc -E hello.c -o hello.i  #预处理

• 使用-c参数将hello.i编译为目标代码

 gcc -c hello.i -o hello.o
#gcc默认将.i文件看成是预处理后的C语言源代码，因此上述命令将自动跳过预处理步骤而开始执行编译过程，也可以使用-x参数让gcc从指定的步骤开始编译。

• 最后一步是将生成的目标文件链接成可执行文件：

gcc hello.o -o hello 

gcc警告提示功能

• gcc包含完整的出错检查和警告提示功能，它们可以帮助Linux程序员尽快找到错误代码，从而写出更加专业和优美的代码。
• 当gcc在编译不符合ANSI/ISO C语言标准的源代码时，如果加上了-pedantic选项，那么使用了扩展语法的地方将产生相应的警告信息
• gcc还有一些其他编译选项也能够产生有用的警告信息。这些选项大多以-W开头，其中最有价值的当数-Wall了，使用它能够使gcc产生尽可能多的警告信息。
• 在处理警告方面，另一个常用的编译选项是-Werror，它要求gcc将所有的警告当成错误进行处理，这在使用自动编译工具(如make等)时非常有用。如果编译时带上-Werror选项，那么gcc会在所有产生警告的地方停止编译，迫使程序员对自己的代码进行修改。只有当相应的警告信息消除时，才可能将编译过程继续朝前推进。

库依赖

• 在Linux下使用C语言开发应用程序时，完全不使用第三方函数库的情况是比较少见的，通常来讲都需要借助一个或多个函数库的支持才能够完成相应的功能。从程序员的角度看，函数库实际上就是一些头文件(.h)和库文件(.so或者.a)的集合。虽然Linux下大多数函数都默认将头文件放到/usr/include/目录下，而库文件则放到/usr/lib/目录下，但并不是所有的情况都是这样。正因如此，gcc在编译时必须让编译器知道如何来查找所需要的头文件和库文件。
• gcc采用搜索目录的办法来查找所需要的文件，通过-I选项可以向gcc的头文件搜索路径中添加新的目录

gcc david.c -I /home/david/include -o david

• 如果使用了不在标准位置的库文件，那么可以通过 -L选项向gcc的库文件搜索路径中添加新的目录。例如，如果在/home/david/lib/目录下有链接时所需要的库文件libdavid.so，为了让gcc能够顺利地找到它，可以使用下面的命令：

gcc david.c -L /home/david/lib –ldavid -o david

• 值得详细解释一下的是-l选项，它指示gcc去连接库文件david.so。Linux下的库文件在命名时有一个约定，那就是应该以lib三个字母开头。由于所有的库文件都遵循了同样的规范，因此在用-l选项指定链接的库文件名时可以省去lib三个字母。也就是说gcc在对-l david进行处理时，会自动去链接名为libdavid.so的文件。所有的第三方库都要手动指定-l选项指定编译使用的库文件，因为源文件中只有头文件的目录，但是库文件的目录无法获得，需要手动指定，可以在makefile中解决该问题。
• Linux下的库文件分为两大类，分别是动态链接库(通常以.so结尾)和静态链接库(通常以.a结尾)，两者的差别仅在于程序执行时所需的代码是在运行时动态加载的，还是在编译时静态加载的。默认情况下，gcc在链接时优先使用动态链接库，只有当动态链接库不存在时才考虑使用静态链接库。如果需要的话可以在编译时加上-static选项，强制使用静态链接库。例如，如果在/home/david/lib/目录下有链接时所需要的库文件libfoo.so和libfoo.a，为了让gcc在链接时只用到静态链接库，可以使用下面的命令：

gcc foo.c -L /home/david/lib -static –ldavid -o

gcc代码优化

gcc的错误类型及对策

第一类：C语法错误

• 错误信息：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包含的头文件有问题，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。
  第二类：头文件错误
• 错误信息：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包含的头文件有问题，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
• 错误信息：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
• 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：一是用户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，这需要用户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。