在这篇文章中，我们介绍了如何使用GCC编译器编译C语言程序，以及预处理、编译、汇编和连接等不同阶段。

GCC简介
编译
源代码示例
编译过程(4个步骤)

GCC简介

GCC是一个首字母缩写，代表GNU编译器集合。GCC是一个编译器和库的集合，为各种编程语言提供支持，如C、C++、Java等。

GCC编译器包含在大多数Linux发行版中。在这篇文章中，我们用Ubuntu做了所有的例子。
要检查它是否已经安装在你的系统中，运行下面的命令:

username@hostname:~$ gcc --version

OUTPUT

gcc (Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04) 9.3.0
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

编译

编译程序是将源代码（人类可读的代码）转化为计算机可以理解的机器语言的过程。
编译器是一个计算机程序，它将用高级编程语言（如C）编写的源代码翻译成低级语言，如机器代码。

源代码示例

我们使用Vim作为我们的编辑器。
创建一个新文件并命名为hello.c。.c
文件的扩展名表示该文件包含用C语言编写的源代码。

username@hostname:~$ vim hello.c

源代码

hello.c
  1 
  2 #include <stdio.h>
  3 
  4 int main() {
  5     printf("Hello World!\n");
  6     return 0;
  7 }
  8

编译过程

在编译过程中，有四个主要步骤，如下所述:

预处理
编译
汇编
链接

Pre-processing--1-

我们用一个基本的hello world程序来说明编译过程是如何发生的。

1.预处理程序

预处理程序执行以下任务。

它删除源文件中的所有注释，并用一个空格来代替它们。
它包括头文件中的代码。
它将预定义的宏名替换为其扩展名。

GCC编译器有几个可用的选项，可以在不同步骤后停止编译。

要查看预处理阶段的输出，我们可以使用命令gcc -E program_name.c选项，如下图所示:

username@hostname:~$ gcc -E hello.c

预处理程序的输出被发送到终端。要保存输出，请运行以下命令:

username@hostname:~$ gcc -E hello.c > hello.i

.i文件的扩展名表示该文件是一个预处理文件。下面的代码是hello.i文件的一部分。

要查看该文件，请运行:

username@hostname:~$ vim hello.i

OUTPUT

extern void funlockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
# 858 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int __uflow (FILE *);
extern int __overflow (FILE *, int);
# 873 "/usr/include/stdio.h" 3 4

# 3 "hello.c" 2


# 4 "hello.c"
int main() {
    printf("Hello World");
    return 0;
}

2.编译器

在这个阶段，编译器接收预处理后的文件，并根据编译器的情况生成IR（Intermediate Representation）代码或汇编代码。

要在这一步之后停止编译过程，我们可以使用gcc -S program_name.c选项的命令，如下所示:

username@hostname:~$ gcc -S hello.c

该命令创建了一个包含汇编代码的hello.s文件。
要查看该文件，请运行：

username@hostname:~$ vim hello.s

OUTPUT

        .file   "hello.c"
        .text
        .section        .rodata
.LC0:
        .string "Hello World"
        .text
        .globl  main
        .type   main, @function
main:
.LFB0:
        .cfi_startproc
        endbr64
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        .cfi_offset 6, -16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_def_cfa_register 6
        leaq    .LC0(%rip), %rdi
        movl    $0, %eax
        call    printf@PLT
        movl    $0, %eax
        popq    %rbp
        .cfi_def_cfa 7, 8

3.汇编器

在第三阶段，汇编器将汇编代码翻译成可执行的机器代码。

要在这一步之后停止编译过程，我们可以使用gcc -S program_name.c选项，如下所示。

username@hostname:~$ gcc -c hello.c

该命令创建了一个包含机器代码的hello.o文件，该文件不是人类可读的。

要查看该文件，请运行：

username@hostname:~$ vim hello.o

OUTPUT

^?ELF^B^A^A^@^@^@^@^@^@^@^@^@^A^@>^@^A^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^X^C^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@@^@^@^@^@^@@^@^N^@^M^@ó^O^^úUH<89>åH<8d>=^@^@^@^@¸^@^@^@^@è^@^@^@^@¸^@^@^@^@]ÃHello World^@^@GCC: (Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04) 9.3.0^@^@^D^@^@^@^P^@^@^@^E^@^@^@GNU^@^B^@^@À^D^@^@^@^C^@^@^@^@^@^@^@^T^@^@^@^@^@^@^@^AzR^@^Ax^P^A^[^L^G^H<90>^A^@^@^\^@^@^@^\^@^@^@^@^@^@^@ ^@^@^@^@E^N^P<86>^BC^M^FW^L^G^H^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^A^@^@^@^D^@ñÿ^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^C^@^A^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^C^@^C^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^C^@^D^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^C^@^E^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^C^@^G^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^C^@^H^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^C^@

4.链接器

链接器执行的任务包括。

将来自不同源文件的所有对象文件连接起来。
将函数调用与它们的定义联系起来。链接器知道函数定义在静态或动态库中的位置。

为了完成编译过程，我们有两个选择：

选项1

运行下面的命令：

username@hostname:~$ gcc hello.c

当你运行这个命令时，编译器会生成一个名为a.out的可执行程序。要运行这个可执行程序，请输入以下命令：

username@hostname:~$ ./a.out

选项2

要给可执行程序一个不同的名字，我们可以在gcc命令中的编译文件名后面加上"-o "选项，如下所示：

username@hostname:~$ gcc hello.c -o helloprogram

要运行该可执行程序，请使用下面的命令：

username@hostname:~$ ./helloprogram

通过OpenGenus的这篇文章，你一定对如何使用GCC编译C程序有了深刻的认识。

使用GCC编译一个C程序的教程

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编译过程

1.预处理程序

2.编译器

3.汇编器

4.链接器