• Gcc的編譯流程分為了四個(gè)步驟:

• 預(yù)處理，生成預(yù)編譯文件（.文件）：gcc –E hello.c –o hello.i

• 編譯，生成匯編代碼（.s文件）：gcc –S hello.i –o hello.s

• 匯編，生成目標(biāo)文件（.o文件）：gcc –c hello.s –o hello.o

• 鏈接，生成可執(zhí)行文件：gcc hello.o –o hello

一、預(yù)處理

預(yù)編譯程序讀出源代碼，對(duì)其中內(nèi)嵌的指示字進(jìn)行響應(yīng)，產(chǎn)生源代碼的修改版本，修改后的版本會(huì)被編譯程序讀入。

在 GNU 術(shù)語(yǔ)中，預(yù)處理程序叫做 CPP。而 GNU 的可執(zhí)行程序叫做 cpp。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，預(yù)處理就是將要包含(include)的文件插入原文件中、將宏定義展開(kāi)、根據(jù)條件編譯命令選擇要使用的代碼，最后將這些代碼輸出到一個(gè) '.i' 文件中等待進(jìn)一步處理。

預(yù)編譯過(guò)程主要處理那些源代碼文件中以 '#'開(kāi)始的預(yù)編譯指令。比如'#include'、'#define'等，主要處理規(guī)則如下：

• 將所有的 '#define' 刪除，并且展開(kāi)所有的宏定義

• 處理所有條件預(yù)編譯指令，比如'#if'、'#ifdef'、'#elif'、'#else'、'#endif'

• 處理'#include'預(yù)編譯指令，將被包含的文件插入到該預(yù)編譯指令的位置。注意，這個(gè)過(guò)程是遞歸進(jìn)行的，也就是說(shuō)被包含的文件可能還包含其他文件

• 刪除所有的注釋'//'和'/* */'

• 添加行號(hào)和文件名標(biāo)識(shí)，比如 #2 'hello.c' 2，以便于編譯時(shí)編譯器產(chǎn)生調(diào)試用的行號(hào)信息及用于編譯時(shí)產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤或警告時(shí)能夠顯示行號(hào)

• 保留所有的 #pragma 編譯器指令，因?yàn)榫幾g器需要使用它們

經(jīng)過(guò)預(yù)編譯后的 .i 文件不包含任何宏定義，因?yàn)樗械暮暌呀?jīng)被展開(kāi)，并且包含的文件也已經(jīng)被插入到 .i 文件中。所以當(dāng)我們無(wú)法判斷宏定義是否正確或頭文件包含是否正確的時(shí)候，可以查看預(yù)編譯后的文件來(lái)確定問(wèn)題。

對(duì) hello.c 進(jìn)行預(yù)編譯：gcc -E hello.c -o hello .i

# 28 指的是文件 /usr/include/stdio.h 中的第 28 行，后面的是文件標(biāo)識(shí)

1.1 預(yù)處理指令

源代碼中的預(yù)處理指令叫做指示字（directive） ，從源代碼中可以輕易發(fā)現(xiàn)，它們以井號(hào)（#）開(kāi)始，在每行都是第一個(gè)非空字符。而井號(hào)通常都在第一列，后面緊跟著指示字的關(guān)鍵字。

1.1.1 #define

• 通過(guò)處理傳遞給宏的參數(shù)名字，加上井號(hào)（#）就可將其'字符串化'

• 可變的宏是具有可變數(shù)目參數(shù)的宏。這些參數(shù)由省略號(hào)代表，被保存在一個(gè)由逗號(hào)分隔的字符串中作為變量__VA_ARGS__，它會(huì)在宏的內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)展。例如，下面的宏接受任何數(shù)目的參數(shù)：

• 可變的宏可以包含命名的參數(shù)（只要隨后有參數(shù)的變量長(zhǎng)度列表） 。例如，下面的宏有兩個(gè)固定參數(shù)，以及一個(gè)變量列表：

前面所有形式的可變宏至少有一個(gè)參數(shù)需要滿(mǎn)足參數(shù)變量列表的需求，因?yàn)開(kāi)_VA_ARGS__前面是一個(gè)逗號(hào)，它用于宏內(nèi)部的 fprintf()函數(shù)調(diào)用。作為連接操作符的一個(gè)特例，可以要求在__VA_ARGS__為空時(shí)，將它插入變量列表可以去掉逗號(hào)，如下：

1.1.2 #error 和 #warning

#error 指示字會(huì)引起預(yù)處理程序報(bào)告致命錯(cuò)誤或中斷。它可用來(lái)捕獲嘗試按照某種不可能工作的形式進(jìn)行編譯的條件。例如，下面的例子只有在定義了__unix__的情況下才能成功編譯：

#warning 指示字和#error 指示字的工作原理一樣

1.1.3 #include_next

#include_next 指示字只用于某些特殊情況。它用在頭文件內(nèi)部來(lái)包含其他頭文件，會(huì)令新頭文件的查找由找到當(dāng)前頭文件的目錄之后的目錄開(kāi)始

1.1.4 #line

調(diào)試器需要將文件名和行號(hào)與數(shù)據(jù)項(xiàng)和可執(zhí)行代碼關(guān)聯(lián)起來(lái)，因此預(yù)處理程序會(huì)將這類(lèi)信息插入編譯程序的輸出結(jié)果。有必要按這種方式跟蹤原始名字和行號(hào)，因?yàn)轭A(yù)處理程序會(huì)組合一些文件。編譯程序在編譯插入目標(biāo)代碼中的表時(shí)，會(huì)使用這些數(shù)字。

通常，允許預(yù)處理程序通過(guò)計(jì)算來(lái)確定行號(hào)，這正是需要的，但也有可能用其他一些處理來(lái)去掉這些行號(hào)。例如，實(shí)現(xiàn) SQL 語(yǔ)句的通常方法就是將它們寫(xiě)成宏，然后用特殊的處理器將這些宏擴(kuò)展成具體的 SQL 函數(shù)調(diào)用。這些擴(kuò)展可在很多行中運(yùn)行，這樣計(jì)算行號(hào)就很困難。SQL 處理會(huì)通過(guò)在輸出中插入#line 指示字進(jìn)行更正，這樣預(yù)處理程序就會(huì)跟蹤原始源代碼的行號(hào)。

• 可用于#line 指示字的特征和規(guī)則的列表：

• 為#line 指示字指定一個(gè)數(shù)字，會(huì)令預(yù)處理程序?qū)?dāng)前行號(hào)替換為指定行號(hào)；指示字設(shè)置當(dāng)前行號(hào)為 137：#line 137

• 為#line 指示字指定行號(hào)和文件名，會(huì)令預(yù)處理程序改變行號(hào)以及當(dāng)前文件的名字。指示字會(huì)設(shè)置當(dāng)前位置為文件 muggles.h 的第一行：#line 1 'muggles.h'

• #line 指示字修改預(yù)定義宏__LINE__ 和 __FILE__的內(nèi)容。

• #line 指示字對(duì)由#include 指示字查找到的文件名或目錄沒(méi)有影響。

1.1.5 #pragma 和_Pragma

指示字#pragma 提供一種標(biāo)準(zhǔn)方法用來(lái)指定特定于編譯程序的信息。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，編譯程序可以附帶#pragma 指示字希望的任何意義。

所有 GCC pragma 都定義了兩個(gè)詞——第一個(gè)為 GCC，第二個(gè)為指定 pragma 的名字。

• #pragma GCC dependency

• dependency pragma 測(cè)試當(dāng)前文件的時(shí)間戳，對(duì)比其他文件的時(shí)間戳。如果其他文件更新，就會(huì)發(fā)出警告消息。測(cè)試文件 lexgen.tbl 的時(shí)間戳：

• #pragma GCC dependency 'lexgen.tbl'

• 如果 lexgen.tbl 比當(dāng)前文件新，預(yù)處理程序就會(huì)產(chǎn)生如下消息：

• warning: current file is older than 'lexgen.tbl'

• 可在 pragma 指示字中加入其他文本，它會(huì)作為警告消息的一部分，如下例所示：

• #pragma GCC dependency 'lexgen.tbl' Header lex.h needs to be updated

• 它會(huì)創(chuàng)建下面的警告消息：

• show.c:26: warning: current file is older than 'lexgen.tbl'

• show.c:26: warning: Header lex.h needs to be updated

• #pragma GCC poison

• poison pragma 在每次使用指定名字的時(shí)候都會(huì)發(fā)出消息。例如，可用它確保從未調(diào)用指定函數(shù)。

• 下面的 pragma 在調(diào)用 memcpy 復(fù)本函數(shù)時(shí)就會(huì)發(fā)出警告消息：

• #pragma GCC poison memcpy memmove

• memcpy(target,source,size);

• 預(yù)處理程序會(huì)為該代碼產(chǎn)生如下警告消息：

• show.c:38:9: attempt to use poisoned 'memcpy

• #pragma GCC system_header

• 由 system_header pragma 打頭并隨后繼續(xù)到文件尾的代碼被看作是系統(tǒng)頭文件的一部分。編譯系統(tǒng)頭文件代碼有一些不同，因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)庫(kù)不能被寫(xiě)，因此它們是嚴(yán)格的純 C 標(biāo)準(zhǔn)格式。限制所有警告消息（除了#warnings 指示字） 。特殊情況下，一定的宏定義和擴(kuò)展不會(huì)發(fā)出警告消息。

_Pragma

通常的#pragma 指示字不能作為宏擴(kuò)展中的一部分包含進(jìn)來(lái)，因此設(shè)計(jì)_Pragma 操作符是為了生成宏內(nèi)部的#pragma 指示字。為創(chuàng)建宏內(nèi)部的 poison pragma，代碼如下：_Pragma('GCC poison printf')

反斜線(xiàn)字符用作轉(zhuǎn)義字符，因此可用這種方式插入引用的字符串來(lái)創(chuàng)建 dependency
pragma：

_Pragma('GCC dependency 'lexgen.tbl'')

1.1.6 ##

可用于宏內(nèi)部將兩個(gè)源代碼權(quán)標(biāo)連接成一個(gè)的連接指示字。可用來(lái)構(gòu)造不會(huì)被解析器錯(cuò)誤解釋的名字。

1.2 預(yù)定義宏

GCC中包含了很多的預(yù)定義宏，常用的預(yù)定義宏如下：