来源：公众号【很酷的程序员/RealCoolEngineer】
了解GCC如何将源文件编译为最终文件，开发者能够更加清楚如果进行调试、优化，对于理解大型程序的构建过程，使用类似CMake、Bazel等构建工具都是很有帮助的。
本文的目的在于介绍GCC的大体编译过程，使用简单的代码展示编译的完整过程，每一步的细节暂不展开。
一 GCC简介
GCC是Linux平台上最为常用的编译工具，全称GNU Compiler Collection，即GNU编译器套件，它包含多种语言的编译器及对应的库。
1 gcc命令
本文以C语言源文件编译进行介绍，使用的编译器工具为gcc。
gcc用法：
Usage: gcc [options] file...
常用参数：
| 参数 | 含义 |
|---|---|
| -o | 指定输出文件路径 |
| -E | 只对源文件进行预处理，输出.i文件 |
| -S | 对源文件进行预处理、编译，输出.s文件 |
| -c | 对源文件进行预处理、编译、汇编，输出.o文件 |
| -I | 大写的i，包含头文件路径，如 gcc -Ireal/cool/include/ |
| -L | 大写的l，链接库文件路径，如 gcc -Lreal/cool/lib/ |
| -l | 小写的l，链接库文件，如链接librealcool.a：gcc -lrealcool |
| -fPIC | 生成位置无关代码(position-independent code) |
| -Wall | 对代码所有可能有问题的地方发出警告 |
| -g | 在目标文件中嵌入调试信息，便于gdb调试 |
二 gcc编译流程
考虑最简单的情况，编译一个简单的可执行文件，假设源文件demo.c的内容如下：
// @Author: Farmer Li, 公众号: 很酷的程序员/RealCoolEngineer
// @Date: 2021-06-15
#include <stdio.h>
int func(int a, int b, int c) { return a * b + c; }
int main(void) {
int a = 10;
int b = 100;
int c = 24;
printf("%d * %d + %d = %d, Cool!\n", a, b, c, func(a, b, c));
return 0;
}
gcc将源文件编译成最终的可执行文件，包含以下几个步骤：
-
预处理：将源文件处理为.ii/.i，处理各种预处理指令，如
#include、#ifdef、#if等等，同时也会清除注释； -
编译：将
.ii/.i处理为.S/.asm，即机器语言的汇编文件； -
汇编：将
.asm/.S处理为.o，把汇编文件变成机器码； -
链接：将各种依赖的静态/动态库文件、
.o文件、启动文件链接成最终的可执行文件或者共享库文件。
1 预处理
使用gcc -E仅进行预处理操作：
gcc -E demo.c –o demo.i
得到的.i文件还是文本文件，查看其内容可以看到#include <stdio.h>和注释被处理了，其余源码在demo.i的最后面。
2 编译
通过gcc -S将源文件或者.i文件编译成.s文件，可以使用-o指定目标名称：
gcc -S demo.c # 生成同名.s文件
# 或者
gcc -S demo.i # 生成同名.s文件
查看demo.s文件可以看到其中有很多的汇编指令。开发者也可以自己编写汇编源代码，在编译构建完整项目的时候作为源码直接使用。
3 汇编
使用gcc -c将源文件或者.s文件处理成机器码，同样也可以使用-o指定目标名称：
gcc -c demo.c # 生成同名.o文件
# 或者
gcc -c demo.s # 生成同名.o文件
在这一步，其实背后是使用汇编器as将.s文件处理成.o文件的，所以下面的命令生成的.o文件和前面两条命令完全一样：
as -o demo.o demo.s
4 链接
使用gcc命令不带任何参数，指定源文件（.i/.s/.o/.c）则就会按需完成前面的3个步骤，并进行最终的链接，最简单的情况只需要执行命令：
gcc demo.c
就会默认将源文件编译为a.out，当然也可以使用-o指定输出文件的名称：
gcc demo.c -o demo
然后就可以在命令行中执行：
➜ # ./demo
10 * 100 + 24 = 1024, Cool!
-L和-l两个参数是给链接器使用的，用于指定目标文件，假如目标程序使用了/usr/lib/libm.a就可以使用命令：
gcc demo.c -L/usr/lib -lm
使用-l参数的时候，可省略库文件开头的lib和后缀。
5 查看gcc编译的过程
可以使用-v参数查看gcc的详细编译过程：
gcc demo.c -v
以前面的源文件编译可执行文件为例，下面是在ubuntu 20.04下面看到的输出（删除了大部分参数内容，只留下框架主体）：
cc1 -quiet -v demo.c -Wformat -o /tmp/ccslRPiN.s
as -v --64 -o /tmp/ccaoMQtO.o /tmp/ccslRPiN.s
collect2 -L/usr/lib /tmp/ccaoMQtO.o -lgcc /usr/lib/x86_64-linux-gnu/crtn.o
可以看到，cc1做了预处理和编译的工作，汇编由as完成，而collect2负责链接。
cc1和collect2位于目录/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/下。
在不同的系统上可能会较大差异，尤其是链接的时候，很酷的童鞋们可以自行探索一番哦。