Linux下Gcc编译

gcc编译流程：

a.预处理（Pre-processing）

读取C语言源文件，对以“#”开头的语句进行处理

将头文件展开:  将头文件的内容展开至C文件
做宏的替换:  将源文件中出现的宏做宏值替换。
条件编译的判断 : 根据条件编译选项，加载指定代码
(注：该阶段会删除注释代码)

可以通过gcc的选项-E来单独执行预处理，而不处理其它三个步骤，并生成gcc-test.i的文件：

gcc -E gcc-test.c -o gcc-test.i

在预处理时，gcc编译器仅仅做的只是对头文件的展开、宏的替换、条件编译选项的判断，注释删除操作（注：不做语法检测）。
因此，在预处理时，gcc编译器不会出现任何错误提示。即便是非C源代码的普通文本文档，我们也可以使用预处理执行。

b.编译（Compilation）

在这个阶段中，gcc将对所有正文内容进行处理

对预处理之后输出的文件进行词法分析，试图找出所有不符合语法规则的部份，打印错误或警告。若没有任何语法问题，则将其翻译为功能等价的汇编代码

编译成功后，使用cat 指令查看gcc-test.s的文件信息:

编译总结：
找出源文件中的语法的错误，没有错误生成汇编文件.   因此基本上的错误显示都是在该步骤出现

c.汇编（Assembly）

在这个阶段中，gcc将对汇编文件进行处理：
将编译阶段生成的.s汇编文件翻译成二进制机器代码。

可以通过gcc的选项-c来执行汇编，并生成gcc-test.o的文件：

总结：

将高级的语言代码翻译成机器语言代码。

思考题：将以下代码汇编成机器语言代码，是否会出现错误？

d.链接（Linking）

在这个阶段中，若之前三个步骤没有任何错误的情况下，gcc将最后生成我们的可执行程序：
链接没有任何的选项。

将一个文件中引用的符号（函数、外部变量等）与该符号在另文件中的定义和实现连接起来，从而使有关的目标文件连成一个整体，最终生成可以被操作系统执行的可执行文件

在这个程序中并没有定义”printf”的函数实现，且在预编译中包含进的<stdio.h>中也只有该函数的声明，而没有定义函数的实现，那么，是在哪里实现”printf”函数的呢？
最后的答案是：系统把这些函数实现都被做到名为libc.so.6的库文件中去了，gcc会到系统默认的搜索路径”/lib”下进行查找，也就是链接到libc.so.6库函数中去，这样就能实现函数”printf” 了，而这也就是链接的作用

链接总结：
链接生成最后可执行程序
链接做符号（函数）的引用和链接。
若函数找不到实现，将会有链接错误提示。
通过ldd命令可以查看某个可执行文件的库链接状态

gcc的基本选项：

-g :  在可执行文件中加入调试信息，方便进行程序的调试，方便使用gdb来进行调试
比较加选项g和不加g的可执行程序大小区别：

-O[0、1、2、3] :对生成的代码使用优化，中括号中的部分为优化级别，缺省的情况为2级优化，0为不进行优化。
注意，采用更高级的优化并不一定得到效率更高的代码。

-D ：宏定义
 一般格式-Dname=value，若vlaue为空缺省为1
在C程序源文件中，可以使用#define来定义一个宏
在编译时，我们也可以使用gcc来定义一个宏，与用#define定义的效果是一样的

-Idir :在编译源程序时增加一个搜索头文件的额外目录dir，即include增加一个搜索的额外目录。
linux系统下：默认的头文件存放路径
/usr/include/   /usr/local/include/
例：
增加一个额外的头文件搜索路径，当前目录下的./include

-Ldir :在编译源文件时增加一个搜索库文件的额外目录dir
LINUX下：默认的库搜索路径为/lib/ 、 /usr/lib/

-llibrary ：在编译链接文件时增加一个额外的库，类似于源文件中使用#include增加头文件一样
库名的命名标准为lib + 库名 + 库类型

函数库

在windows平台和linux平台下都大量存在着库。 本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式，可以被操作系统载入内存执行。 由于windows和linux的本质不同，因此二者库的二进制是不兼容的。

linux下的库有两种：静态库和共享库（动态库）。二者的不同点在于代码被载入的时刻不同。
静态库的代码在编译过程中已经被载入可执行程序，因此体积较大。“空间换时间”
共享库的代码是在可执行程序运行时才载入内存的，在编译过程中仅简单的引用，因此代码体积较小。 “时间换空间”

库是别人写好的现有的，成熟的，可以复用的。
现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库，不可能每个人的代码都从零开始，因此库的存在意义非同寻常。
共享库的好处是，不同的应用程序如果调用相同的库，那么在内存里只需要有一份该共享库的实例。

库实例：

写三个文件fun1.c  fun2.c   fun3.c 
这三个文件中分别对应有函数fun1(), fun2(), fun3()，现在希望将这三个文件分别编译成静态库与动态库。
写一个文件main.c 在main.c中有main函数，并调用fun1(), fun2(), fun3()函数。

静态库生成：

生成源文件的目标机器文件

对目标机器文件进行归档

编译可执行程序并加载静态库，执行main程序，看其效果静态库加载到可执行程序中，只需在编译的时候，跟上需要加载的库名即可

动态库 （共享库）编译与加载

生成源文件的目标机器文件

对目标机器文件进行处理，编译出动态库

编译可执行程序并加载静态库，执行main程序，看其效果

但是需要将库所在路径添加到环境变量中，或者将此库放到对应库路径里

LINUX下：默认的库加载路径为/lib/ 、 /usr/lib/