C程序编译步骤详解精

1、C/C+ 程序编译步骤详解新一篇 : MakefileC/C+ 语言很多人都比较熟悉， 这基本上是每位大学生必学的一门编程语言， 通常还都是作为程序设计入门语言学的，并且课程大多安排在大一。 刚上大学，孩子们还都很乖，学习也比较认真，用心。所以，C/C+语言掌握地也都不错， 不用说编译程序， 就是写个上几百行的程序都不在话下， 但是他们真的知道 C/C + 程序编译的步骤么？我想很多人都不甚清楚，如果他接下来学过 多编译的细节，这无疑降低了初学者的入门门槛，但是也 西只能死记硬背，遇到相关问题就 楚 C/C+总体来说，多数时候，File: hw.c编译原理 ”，也许能说个大概。 VC 的“舒适

2、 ”开发环境屏蔽了很 剥夺”了他们 “知其所以然 ”的权利，致使很多东 丈二 ”。实际上，我也是在学习 Linux 环境下编程的过程中才逐渐弄清 源代码是如何一步步变成可执行文件的。C/C+ 源代码要经过：预处理、编译、汇编和连接四步才能变成相应平台下的可执行文件。大程序员通过一个命令就能完成上述四个步骤。比如下面这段C 的 “Hello world ！ ”代码 :#include <stdio.h>int main(int argc, char *argv)printf("Hello World!n");return 0;如果用 gcc 编译，只需要一个命令就

3、可以生成可执行文件 hw:xiaosuogentux hw $ gcc -o hw hw.cxiaosuogentux hw $ ./hw Hello World!我们可以用 -v 参数来看看 gcc 到底在背后都做了些什么动作Reading specs from /usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/specsConfiguredwith:/var/tmp/portage/sys-devel/gcc-3.4.6-r2/work/gcc-3.4.6/configure-prefix=/usr-bindir=/usr/i686-pc-linux-gnu/gcc

4、-bin/3.4.6-includedir=/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/include -datadir=/usr/share/gcc-data/i686-pc-linux-gnu/3.4.6 -mandir=/usr/share/gcc-data/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/man -infodir=/usr/share/gcc-data/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/info-with-gxx-include-dir=/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/include/

5、g+-v3-host=i686-pc-linux-gnu-build=i686-pc-linux-gnu-disable-altivec-enable-nls-without-included-gettext-with-system-zlib-disable-checking-disable-werror-enable-secureplt-disable-libunwind-exceptions-disable-multilib-disable-libgcj-enable-languages=c,c+,f77-enable-shared-enable-threads=posix-enable-

6、_cxa_atexit -enable-clocale=gnuThread model: posixgcc version 3.4.6 (Gentoo 3.4.6-r2, ssp-3.4.6-1.0, pie-8.7.10)/usr/libexec/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/cc1-quiet -v hw.c -quiet-dumpbase hw.c-mtune=pentiumpro -auxbase hw -version -o /tmp/ccYB6UwR.s ignoring nonexistent directory "/usr/local/inc

7、lude"ignoringnonexistentdirectory"/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/././././i686-pc-linux-gnu/include" #include "." search starts here: #include <.> search starts here: /usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/include /usr/includeEnd of search list.GNU C version 3.4.6 (

8、Gentoo 3.4.6-r2, ssp-3.4.6-1.0, pie-8.7.10) (i686-pc-linux-gnu)compiled by GNU C version 3.4.6 (Gentoo 3.4.6-r2, ssp-3.4.6-1.0, pie-8.7.9). GGC heuristics: -param ggc-min-expand=81 -param ggc-min-heapsize=97004/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/././././i686-pc-linux-gnu/bin/as-V-Qy -o/tmp/ccq8uGED

9、.o /tmp/ccYB6UwR.sGNU assembler version 2.17 (i686-pc-linux-gnu) using BFD version 2.17/usr/libexec/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/collect2-eh-frame-hdr-melf_i386-dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2-o hw /usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/./././crt1.o/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/./././crti.o/us

10、r/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/crtbegin.o-L/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6-L/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6-L/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/././././i686-pc-linux-gnu/lib-L/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/./././tmp/ccq8uGED.o-lgcc -as-needed-lgcc_s-no-as-needed-lc-lgcc-as-neede

11、d-lgcc_s-no-as-needed/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/crtend.o /usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/./././crtn.o 稍微整理一下，去掉一些冗余信息后，如下 cc1 hw.c -o /tmp/ccYB6UwR.s as -o /tmp/ccq8uGED.o /tmp/ccYB6UwR.s ld -o hw /tmp/ccq8uGED.o以上三个命令分别对应于编译步骤中的预处理+ 编译、汇编和连接。预处理和编译还是放在了一个命令cc1 ）中进行的，可以把它再次拆分为以下两步 cpp

12、 -o hw.i hw.c cc1 hw.i -o /tmp/ccYB6UwR.s一个精简过的能编译以上 hw.c 文件的 Makefile 如下 : .PHONY: clean all: hw hw: hw.old -dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 -o hw /usr/lib/crt1.o /usr/lib/crti.o /usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/crtbegin.o hw.o -lc /usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/crtend.o /usr/lib/crtn.o

13、hw.o: hw.sas -o hw.o hw.s hw.s: hw.i/usr/libexec/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/cc1 -o hw.s hw.c hw.i: hw.ccpp -o hw.i hw.c clean:rm -rf hw.i hw.s hw.o 当然，上面 Makefile 中的一些路径是我系统上的具体情况，你的可能与我的不同。接下来我们按照编译顺序看看编译器每一步都做了什么。首先是预处理，预处理后的文件 hw.i: # 1 "hw.c" # 1 "<built-in>" # 1 "

14、;<command line>"_extension_ typedef _quad_t _off64_t;_extension_ typedef int _pid_t;_extension_ typedef struct int _val2; _fsid_t;extern int remove (_const char *_filename) _attribute_ (_nothrow_);extern int rename(_constchar*_old,constchar *_new)attribute(_nothrow_);int main(int argc, ch

15、ar *argv)printf("Hello World!n");return 0;注：由于文件比较大，所以只留下了少部分具有代表性的内容。可以看见预处理器把所有要包含( include )的文件(包括递归包含的文件)的内容都添加到了原始的 源文件中，然后把其输出到输出文件，除此之外，它还展开了所有的宏定义，所以在预处理器的输出文件 中你将找不到任何宏。这也提供了一个查看宏展开结果的简便方法。第二步 “编译”，就是把 C/C+ 代码 “翻译 ”成汇编代码： .file "hw.c".section .rodata .LC0:.string "H

16、ello World!n".text .globl main.type main, function main:pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $8, %esp andl $-16, %esp movl $0, %eax addl $15, %eax addl $15, %eax shrl $4, %eax sall $4, %eax subl %eax, %esp subl $12, %esp pushl $.LC0 call printf addl $16, %esp movl $0, %eax leaveret.size main, .-main

17、.section .note.GNU-stack,"",progbits.ident "GCC: (GNU) 3.4.6 (Gentoo 3.4.6-r2, ssp-3.4.6-1.0, pie-8.7.10)"这个汇编文件比预处理后的 C/C+ 文件小了很多，去除了很多不必要的东西，比如说没用到的类型声明和函数声明等。第三步 “汇编”，将第二步输出的汇编代码翻译成符合一定格式的机器代码，在 标文件。Linux 上一般表现为 ELF 目xiaosuogentux hw $ file hw.ohw.o: ELF 32-bit LSB relocatable

18、, Intel 80386, version 1 (SYSV), not stripped最后一步 “连接 ”，将上步生成的目标文件和系统库的目标文件和库文件连接起来， 平台运行的可执行文件。为什么还要连接系统库中的某些目标文件（ crt1.o, crti.o 等）呢？这些目标文件 都是用来初始化或者回收 C 运行时环境的，比如说堆内存分配上下文环境的初始化等，实际上最终生成了可以在特定crt 也正是C RunTime 的缩写。这也暗示了另外一点：程序并不是从 口开始的，在 Linux 上此入口是 态连接的可执行文件需要将 Makefile 中的相应段修改：start 。以上 Makefilemain 函数开始执行的，而是从 crt 中的某个入生成的是动态连接的可执行文件，如果要生成静hw: hw.old -m elf_i386 -static -o hw /usr/lib/crt1.o .o /usr/lib/crti.o /usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6/crtbeginT-L/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/3.4.6 -L/usr/i686-pc-linux-gnu/lib -L/usr/lib/ hw.o -start-group -lgcc -lgcc_eh -lc -end-grou