【C++】gcc编译过程

【C++】gcc编译过程

C++编译过程主要分为，预处理、编译、汇编、链接四个过程。如下图所示：

第一步:预处理

将源代码的.c 、.cpp 、.h 等文件包含到一个文件中。在这个过程中会使用一些预处理指令要求编译器使用什么样的方式包含这些文件。预处理结束之后对于c语言编译器会生成一个.i 文件。C++会生成.ii文件。

[新手略过]

预编译过程主要处理那些源代码中以#开始的预编译指令，主要处理规则如下：

将所有的#define删除，并且展开所有的宏定义；

处理所有条件编译指令，如#if，#ifdef等；

处理#include预编译指令，将被包含的文件插入到该预编译指令的位置。该过程递归进行，及被包含的文件可能还包含其他文件。

删除所有的注释//和 /**/；

添加行号和文件标识，如#2 “hello.c” 2,以便于编译时编译器产生调试用的行号信息及用于编译时产生编译错误或警告时能够显示行号信息；

保留所有的#pragma编译器指令，因为编译器须要使用它们；

第二步:编译

编译过程就是把预处理完的文件进行一系列词法分析，语法分析，语义分析及优化后生成相应的汇编代码文件.

第三步:汇编

汇编器是将汇编代码转变成机器可以执行的命令，每一个汇编语句几乎都对应一条机器指令。汇编相对于编译过程比较简单，根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译即可。

第四步:链接

链接器ld将各个目标文件组装在一起，解决符号依赖，库依赖关系，并生成可执行文件。

==操作演示==

本文以两个简单的代码文件为例。

准备源代码文件(demo.h,demo.cpp):

比如咱们在G盘创建一个code目录用于保存文件。咱们把demo.h 、demo.cpp 。使用控制台命令 "dir /W" 查看文件夹下的文件信息。如下图,图中红色标识是文件名。

==注意，如果希望清理当前屏幕内容。使用cls命令==

文件的具体如下:

demo.h文件的内容

demo.cpp文件的内容

第一步:

使用预处理命令cpp将demo.cpp 文件进行预处理生成.ii预处理文件 。注意这里的cpp命令不是C plus plus 而是C Preprocessor。.ii文件实际上是编译器要处理的文件。文件内容包括.h头文件和.cpp源代码文件中的所有内容。生成预处理文件的方式有三种。

1.使用cpp 命令执行预编译。将输出内容转移到文件中的方式。此处 > 符号表示输出到文件。

执行命令后,查看目录中的文件信息。

然后我们使用 del *.ii 的方式删除生成的预处理 .ii 文件.

2.使用cpp 的-o 参数指定输出文件名 。-E 参数指定输入文件名。

执行命令后,查看目录中的文件信息。

同样使用 del *.ii删除，预处理文件，我们尝试第三种方式。

3.再cpp预处理的时候。输入文件名可以不使用-E。

执行命令后,查看目录中的文件信息。

我们看到三种方式都可以生成预处理文件 demo.ii

现在我们可以使用 type 命令再windows控制台下查看文件的具体内容。如下

得到内容

可以看到此文件包含了 demo.h 、demo.cpp 中所有文件的内容。

图示:

第二步:

使用编译命令将预处理文件(.ii文件)编译成汇编代码。这里有两种方式供我们选择。

使用编译指令

注意这里cc1是数字的1.不是字母l.并且cc1位于minGw安装目录下的 libexec\gcc\mingw32\4.8.1 目录下。并没有默认在bin目录下。需要注意配置。

此处生成后缀为.s 文件。为编译生成的汇编代码文件。

使用g++ 指令

得到结果如下图。

上述两种方式都会帮我们生成demo.s 的汇编代码文件。我们可以查看一下文件中的内容。

下图:

途中内容无法完全展示。下文是整个文件的内容。内容为汇编代码，新手请忽略。老鸟慢品。

第三步:

使用汇编器将汇编代码翻译成机器代码组成的目标文件。但是这部分机器代码还不能够直接执行。同样有两种方式

1.使用汇编器指令

2.使用g++编译器指令

执行后生成demo.o文件。

demo.o 是汇编生成的二进制机器码文件。此处就不再查看了

第四步:

使用链接器将机器码文件与静态链接库文件连接起来，生成可执行的二进制机器码文件。此处同样拥有两种方式。

直接使用连接器. 使用连接器时，需要指定相关的静态链接库文件。用于处理main函数等。此种方式引用过多相关库文件，此处不使用这种方式。

2.g++ 调用连接器组装可执行文件

执行后查看文件得到demo.exe文件。demo.exe 为连接器链接其他库文件生成的windows 可执行文件。

当然，在g++编译器编译时也可以在控制台使用 --save-temps 参数保留编译过程中的临时文件。如下

执行后查看目录中的文件信息如下图：

咱们这里主要讲述了使用MinGw编译C++程序的整个过程。一共涉及到4个过程，分别是预处理、编译、汇编、链接等四个过程。预处理主要由预处理器cpp程序完成。编译是将预处理完成生成的预处理文件编译成汇编代码的过程。主要由ccl 编译程序完成。汇编是将文本形式的汇编语言代码翻译成二进制机器码的过程。这个过程主要由汇编器as完成。链接主要由连接器将二进制对象文件和相关其他的静态、动态链接库打包生成操作系统可执行文件。MinGw主要提供的g++程序能够帮助我们完成整个过程。也可以在某些步骤进行单独操作。而且可以保留临时文件等。

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