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GCC分步编译C++程序(汇总版)

通过前面几节的讲解,已经就 gcc(g++)指令可用的 -E、-S、-c 以及 -o 选项的功能和用法做了详细的讲解。在此基础上,本节将对“如何分步编译C/C++程序”这个问题做一个完整的解答。

接下来,我将以 g++ 指令分别对 C++ 源程序做预处理、编译、汇编和链接操作为例,完整地给读者演示如何分步编译源代码程序。样例程序如下:
//位于 demo.cpp 文件中
#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    cout << "GCC教程:http://c.biancheng.net/gcc/" << endl;
    return 0;
}

GCC分步编译C++源程序

1) 预处理

通过给 g++ 指令添加 -E 选项,即可轻松实现令 GCC 编译器只对目标源程序进行预处理操作。比如:

[root@bogon demo]# g++ -E demo.cpp -o demo.i
[root@bogon demo]# ls
demo.cpp  demo.i

注意,由于编译阶段需要用到预处理的结果,因此这里必须使用 -o 选项将该结果输出到指定的 demo.i 文件中(Linux 系统中,通常用 ".i" 或者 ".ii" 作为 C++ 程序预处理后所得文件的后缀名)。

感兴趣的读者可自行运行 cat demo.i 指令查看 demo.i 文件中的内容。

2) 编译 

值得一提的是,编译阶段针对的将不再是 demo.cpp 源文件,而是 demo.i 预处理文件。对预处理文件进行编译操作,实际上就是对 demo.i 文件做进一步的语法分析,并生成对应的汇编代码文件(Linux 发行版通常以 ".s" 作为其后缀名)。

通过给 g++ 指令添加 -S 选项,即可令 GCC 编译器仅对指定预处理文件做编译操作。例如:

[root@bogon demo]# g++ -S demo.i
[root@bogon demo]# ls
demo.cpp  demo.i  demo.s

和预处理阶段不同,即便这里不使用 -o 选项,编译结果也会输出到和预处理文件同名(后缀名改为 .s)的新建文件中。

3) 汇编

汇编阶段就是将之前生成的汇编代码文件(demo.s)做进一步转换,生成对应的机器指令。通过给 g++ 指令添加 -c 选项,即可令 GCC 编译器仅对指定的汇编代码文件做汇编操作。

例如:

[root@bogon demo]# g++ -c demo.s
[root@bogon demo]# ls
demo.cpp  demo.i  demo.o  demo.s

显然,默认情况下汇编操作会自动生成一个和汇编代码文件名称相同、后缀名为 .o 的二进制文件(又称为目标文件)。

4) 链接

目标文件已经是二进制文件,与可执行文件的组织形式类似,只是有些函数和全局变量的地址还未找到,因此还无法执行。链接的作用就是找到这些目标地址,将所有的目标文件组织成一个可以执行的二进制文件。

完成链接操作,并不需要给 g++ 添加任何选项,只要将汇编阶段得到的 demo.o 作为参数传递给它,g++就会在其基础上完成链接操作。例如:

[root@bogon demo]# g++ demo.o
[root@bogon demo]# ls
a.out  demo.cpp  demo.i  demo.o  demo.s

在链接阶段,如果不使用 -o 选项将执行结果输出到指定文件,则 g++ 会默认创建一个名为 a.out 的可执行文件,并将执行结果输出到该文件中。

经过以上 4 步,最终生成了 a.out 可执行文件,我们可以尝试运行该文件,查看其结果是否正确:

[root@bogon demo]# ./a.out
GCC教程:http://c.biancheng.net/gcc/

显然,该结果和我们的预期相符。

除此之外,如果读者不想执行这么多条指令,但想获得预处理、编译、汇编以及链接这 4 个过程产生的中间文件,可以执行如下指令:

[root@bogon demo]# g++ demo.cpp -save-temps
[root@bogon demo]# ls
a.out  demo.c  demo.cpp  demo.ii  demo.o  demo.s

可以看到,通过给 g++ 添加 -save-temps 选项,可以使 GCC 编译器保留编译源文件过程中产生的所有中间文件。

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