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    作為自由軟件的旗艦項(xiàng)目，Richard Stallman在十多年前剛開始寫作GCC的時(shí)候，還只是僅僅把它當(dāng)作一個(gè)C程序語言的編譯器，GCC的意思也只是GNU C Compiler而已。

    經(jīng)過了這么多年的發(fā)展，嵌入式Linux編譯器GCC已經(jīng)不僅僅能支持C語言，它現(xiàn)在還支持Ada語言、C++語言、Java語言、Objective C語言、PASCAL語言、COBOL語言，并支持函數(shù)式編程和邏輯編程的Mercury語言等。而GCC也不再單指GNU C語言編譯器的意思了，而是變成了GNU編譯器家族了。

    GCC的編譯流程分為了4個(gè)步驟，分別如下。

    ·預(yù)處理（Pre-Processing）。
    ·編譯（Compiling）。
    ·匯編（Assembling）。
    ·鏈接（Linking）。

    編譯器通過程序的擴(kuò)展名可分辨編寫原始程序碼所用的語言，由于不同的程序所需要執(zhí)行編譯的步驟是不同的，因此GCC根據(jù)不同的后綴名對(duì)它們進(jìn)行分別處理，表1.1指出了不同后綴名的處理方式。

GCC所支持后綴名解釋

表1.1

    GCC使用的基本語法為：
    gcc [option | filename]

    這里的option是GCC使用時(shí)的一些選項(xiàng)，通過指定不同的選項(xiàng)GCC可以實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)大的功能。這里的filename則是GCC要編譯的文件，GCC會(huì)根據(jù)用戶所指定的編譯選項(xiàng)以及所識(shí)別的文件后綴名來對(duì)編譯文件進(jìn)行相應(yīng)的處理。

    本節(jié)從編譯流程的角度講解GCC的常見使用方法。

    首先，這里有一段簡(jiǎn)單的C語言程序，該程序由兩個(gè)文件組成，其中“hello.h”為頭文件，在“hello.c”中包含了“hello.h”，其源文件如下所示。

    /*hello.h*/
    #ifndef _HELLO_H_
    #define _HELLO_H_
    typedef unsigned long val32_t;
    #endif
    /*hello.c*/
    #include < stdio.h>
    #include < stdlib.h>
    #include "hello.h"
    int main()
    {
        val32_t i = 5;
        printf("hello, embedded world %d\n",i);
    }

    1．預(yù)處理階段

    GCC的選項(xiàng)“-E”可以使編譯器在預(yù)處理結(jié)束時(shí)就停止編譯，選項(xiàng)“-o”是指定GCC輸出的結(jié)果，其命令格式為如下所示。
    gcc –E –o [目標(biāo)文件] [編譯文件]

    表2.6指出后綴名為“.i”的文件是經(jīng)過預(yù)處理的C原始程序。要注意，“hello.h”文件是不能進(jìn)行編譯的，因此，使編譯器在預(yù)處理后停止的命令如下所示。
    [root@localhost gcc]# gcc –E –o hello.i hello.c

    在此處，選項(xiàng)“-o”是指目標(biāo)文件，由表2.6可知，“.i”文件為已經(jīng)過預(yù)處理的C原始程序。以下列出了hello.i文件的部分內(nèi)容。
    # 2 "hello.c" 2
    # 1 "hello.h" 1
    typedef unsigned long val32_t;
    # 3 "hello.c" 2
    int main()
    {
        val32_t i = 5;
        printf("hello, embedded world %d\n",i);
    }

    由此可見，GCC確實(shí)進(jìn)行了預(yù)處理，它把“hello.h”的內(nèi)容插入到hello.i文件中了。

    2．編譯階段

    編譯器在預(yù)處理結(jié)束之后，GCC首先要檢查代碼的規(guī)范性、是否有語法錯(cuò)誤等，以確定代碼的實(shí)際要做的工作，在檢查無誤后，就開始把代碼翻譯成匯編語言，GCC的選項(xiàng)“-S”能使編譯器在進(jìn)行完匯編之前就停止。由表1.1可知，“.s”是匯編語言原始程序，因此，此處的目標(biāo)文件就可設(shè)為“.s”類型。
    [root@localhost gcc]# gcc –S –o hello.s hello.i

    以下列出了hello.s的內(nèi)容，可見GCC已經(jīng)將其轉(zhuǎn)化為匯編了，感興趣的讀者可以分析一下這一行簡(jiǎn)單的C語言小程序用匯編代碼是如何實(shí)現(xiàn)的。

     .file "hello.c"
    .section .rodata
    .LC0:
    .string "hello, embedded world %d\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
        movl    $5, -4(%ebp)
        subl    $8, %esp
        pushl    -4(%ebp)
        pushl    $.LC0
        call    printf
        addl    $16, %esp
        leave
        ret
        .size main, .-main
        .section .note.GNU-stack,"",@progbits
        . .ident "GCC: (GNU) 4.0.0 20050519 (Red Hat 4.0.0-8)"

    可以看到，這一小段C語言的程序在匯編中已經(jīng)復(fù)雜很多了，這也是C語言作為中級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)所在。

    3．匯編階段

    匯編階段是把編譯階段生成的“.s”文件生成目標(biāo)文件，讀者在此使用選項(xiàng)“-c”就可看到匯編代碼已轉(zhuǎn)化為“.o”的二進(jìn)制目標(biāo)代碼了，如下所示。
    [root@localhost gcc]# gcc –c hello.s –o hello.o

    4．鏈接階段

    在成功編譯之后，就進(jìn)入了鏈接階段。在這里涉及一個(gè)重要的概念——函數(shù)庫。

    在這個(gè)程序中并沒有定義“printf”的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，在預(yù)編譯中包含進(jìn)的“stdio.h”中也只有該函數(shù)的聲明，而沒有定義函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，那么，是在哪里實(shí)現(xiàn)“printf”函數(shù)的呢？

    后的答案是：系統(tǒng)把這些函數(shù)實(shí)現(xiàn)都已經(jīng)被放入名為libc.so.6的庫文件中去了，在沒有特別指定時(shí)，GCC會(huì)到系統(tǒng)默認(rèn)的搜索路徑“/usr/lib”下進(jìn)行查找，也就是鏈接到libc.so.6庫函數(shù)中去，這樣就能實(shí)現(xiàn)函數(shù)“printf”了，而這也就是鏈接的作用。

    完成了鏈接之后，GCC就可以生成可執(zhí)行文件，其命令如下所示。
    [root@localhost gcc]# gcc hello.o –o hello

    運(yùn)行該可執(zhí)行文件，出現(xiàn)正確的結(jié)果。
    [root@localhost gcc]# ./hello
    hello, embedded world 5

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