Linux系统gcc/g++的简单使用

对于C/C++代码，生成可执行文件前经过如下若干步：

• 预处理器：源代码 .cpp/.h/.c 经过预处理器处理后生成 .i 的代码文件
• 编译器：将 .i 文件翻译成 .s 的汇编代码
• 汇编器：将 .s 的汇编代码翻译成 .o 的目标代码
• 链接器：将 .o 的目标代码与库文件、其他目标代码等链接生成最终的可执行程序。

我们创建了$helloworld.cpp$文件。

#include <iostream>
#define PI 3.14
int main(){
    //半径
    double r = 2;
    //面积
    double S = PI * r * r;
    std::cout << S << std::endl;
    return 0;
}

1.直接编译

接下来我们可以通过$./helloworld.exe$执行。

2.预处理

• 在预处理阶段，可以生成预处理后的代码文件$helloworld.i$
• 预处理阶段，进行了宏替换，注释删除等工作。

• 若直接执行$g++helloworld.cpp-E$ ，则默认将预处理结果输出至终端，并不会生成 $-i$文件，因此一般-E配合-o使用。
• 预处理后的$helloworld.i$文件如下。共28000+行，因此只展示了开头与最后的若干行。

# 1 "helloworld.cpp"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "helloworld.cpp"
# 1 "/usr/include/c++/7/iostream" 1 3

/*
	源文件共28164行，
	此处省略20000+行
*/
# 3 "helloworld.cpp"
int main(){

    double r = 2;

    double S = 3.14 * r * r;
    std::cout << S << std::endl;
    return 0;
}

• 可以看出，源文件的注释经过预处理后被删除了。同时，宏$PI$也被替换成了3.14.

3.编译成汇编代码

• 也可以使用-o重新制定生成的-s文件的文件名。
• 执行命令后，最终生成了名为$helloworld.s$的汇编代码。同样，只展示前面若干行。

	.file	"helloworld.cpp"
	.text
	.section	.rodata
	.type	_ZStL19piecewise_construct, @object
	.size	_ZStL19piecewise_construct, 1
_ZStL19piecewise_construct:
	.zero	1
	.local	_ZStL8__ioinit
	.comm	_ZStL8__ioinit,1,1
	.text
	.globl	main
	.type	main, @function
main:
.LFB1493:
	.cfi_startproc
	pushq	%rbp
	.cfi_def_cfa_offset 16
	.cfi_offset 6, -16
	movq	%rsp, %rbp
	.cfi_def_cfa_register 6
	subq	$32, %rsp
	movsd	.LC0(%rip), %xmm0
	movsd	%xmm0, -16(%rbp)
	movsd	-16(%rbp), %xmm1
	movsd	.LC1(%rip), %xmm0
	mulsd	%xmm1, %xmm0
	movsd	-16(%rbp), %xmm1
	mulsd	%xmm1, %xmm0
	movsd	%xmm0, -8(%rbp)
	movq	-8(%rbp), %rax
;
;省略

4.汇编，生成目标文件

• 生成了$helloworld.o$目标代码二进制文件，无法直接打开。
• 同样，可以使用-o重新执行生成文件的文件名。

5.链接

• 在Linux系统下，生成$helloworld.out$可执行文件。
• 使用 $./helloworld.out$执行，输出面积12.56。