编译器能翻译静态库吗（透过源码领悟GCC到底在干些什么 GCC源码分析）

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透过源码领悟GCC到底在干些什么 GCC源码分析

　上半年一直在做有关GCC和LD的项目，到现在还没做完。最近几天编程的那台电脑坏了，所以趁此间隙写一点相关的分析和经验之类的跟大家共享。
　　一、GCC的作用和运行机制
　　GCC是Linux下重要的编译工具，用法这里就不说了，满大街都找得到。这里我重点介绍GCC的运作机制，作为代码分析的铺垫。全篇使用C语言子部件来作分析，因为我对其他语言的编译没有研究。
　　根据编译原理，语言的编译分为这么几个步骤：词法分析、语法分析、语义分析、中间语言生成、优化、目标代码生成等。然而从编译器使用的角度来看，要把源代码翻译为可执行文件要经过编译和连接两步，与此对应，一个完整的编译系统一定包含编译器和连接器两大功能部件。编译器要完成编译原理中提到的那些任务；连接器要把编译器生成的代码片段拼接成一个完整的可执行程序。之所以需要连接器，是因为一般的程序都是多源文件的，而编译器一次只编译一个源文件（称之为翻译单元translation unit），因此需要连接器把所有翻译单元对应的输出合并成一个可执行文件。
　　如果一切顺利，可执行程序就可以正确的生成出来。但是一旦源代码存在某些问题，错误就会被报告出来。编译器报告的错误一般都是局部错误，它会指明错误在哪个文件第几行；连接器报告的错误一般都是全局错误，而且绝大多数都是多胳膊少腿的问题，比如函数重定义，无法解决的外部符号等，这些错误无法定位到某一行。
　　GCC就是这里的编译器。准确来说，GCC是一个编译驱动器，驱动cc1、as和ld三个部件完成编译、汇编和连接的工作。cc1将C语言源文件编译为汇编文件（.s）。而将汇编代码转换为二进制指令的工作由AS完成，生成大家都很熟悉的对象文件（.o）；生成的这些对象文件再由AR程序打包成静态库（.a），或者由LD程序连接成可执行程序（elf、.so或其他格式）。而LD就是所谓的连接器。AS、AR、LD是属于另外一个叫做binutils的软件包的程序，所以要让GCC能够有效运作起来，除了在系统中安装GCC外，还要安装binutils才行。
　　以下是cc1、as、ld各司其责的配合完成一个编译过程。
　　 view plaincopy
　　gcc test.c -S -o test.S
　　as test.S -o test.o
　　ld test.o -o test
　　通常所用的“gcc -c”就相当于“gcc -S” + as，而对于编译单个源文件一步到位生成可执行“gcc test.c -o test”相当于上面三个步骤的组合，中间文件被放置在临时目录下。从这一点看来，GCC除去编译的功能外，更像是个driver，它可以驱动as和ld完成整个的编译，特别是gcc也接受对象文件（.o）和静态库（.a）作为参数用于生成可执行程序，其实背后就是调用的LD，还可以用“-Wl,”选项给LD传递自定义参数。所以在大多数软件的Makefile里，你很难找到AS和LD的字眼，gcc已经给你包办了。
　　GCC源代码里包含的主要就是cc1这部分（还包括一些其他的辅助工具，比如collect2等）。
　　二、GCC的安装
***隐藏网址***
　　一般来说，下载GCC是从GNU的FTP镜像网站去下载，gcc的代码包一般放置在/release/gcc-x.y目录下，而那三个依赖库一般放置在/infrastructure/目录下。
　　1、把依赖库和GCC解包
　　 view plaincopy
　　tar -vjxf gmp-4.3.2.tar.bz2 -C /usr/src/
　　tar -vjxf mpfr-2.4.2.tar.bz2 -C /usr/src/
　　tar -vxf mpc-0.8.1.tar.gz -C /usr/src/
　　tar -vjxf gcc-4.5.2.tar.bz2 -C /usr/src/
2、到自己的home目录下编译依赖库
　　 view plaincopy
　　cd ~
　　mkdir gmp-build
　　cd gmp-build
　　/usr/src/gmp-4.3.2/configure --prefix=/usr/local/gmp-4.3.2 #指定安装位置
　　make
　　make check
　　make install
　　
　　cd ~
　　mkdir mpfr-build
　　cd mpfr-build
　　/usr/src/mpfr-2.4.2/configure --prefix=/usr/local/mpfr-2.4.2 --with-gmp=/usr/local/gmp-4.3.2
　　make
　　make check
　　make install
　　
　　
　　cd ~
　　mkdir mpc-build
　　cd mpfr-build
　　/usr/src/mpc-0.8.1/configure --prefix=/usr/local/mpc-0.8.1 --with-mpfr=/usr/local/mpfr-2.4.2 --with-gmp=/usr/local/gmp-4.3.2
　　make
　　make check
　　make install
3、编译GCC
　　 view plaincopy
　　cd ~
　　mkdir gcc-build
　　cd gcc-build
　　/usr/src/gcc-4.5.2/configure --prefix=/usr/local/gcc-4.5.2 --with-mpc=/usr/local/mpc-0.8.1 --with-mpfr=/usr/local/mpfr-2.4.2 --with-gmp=/usr/local/gmp-4.3.2 --enable-languages=c,c++
　　make
　　make install

编写好一个程序后怎样测试谢谢

为了使计算机程序得以运行，计算机需要加载代码，同时也要加载数据，然后由处理器执行指令。整个过程可以总结为编译、链接、装载、执行。
1、编译
编译过程又可以被分为两个阶段：编译、汇编。
编译是指编译器读取字符流的源程序，对其进行词法与语法的分析，将高级语言指令转换为功能等效的汇编代码。
汇编器是将汇编代码转变成机器可以执行的命令，每一个汇编语句几乎都对应一条机器指令。汇编相对于编译过程比较简单，根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译即可。
2、链接
链接的主要内容是将各个模块之间相互引用的部分处理好，使得各个模块之间能够正确地衔接。链接又分为静态链接和动态链接：
静态链接是指在编译阶段直接把静态库加入到可执行文件中去，这样可执行文件会比较大；
动态链接则是指链接阶段仅仅只加入一些描述信息，而程序执行时再从系统中把相应动态库加载到内存中去。
3、装载
程序在经过链接后，得到了可执行文件，下一步就需要将可执行程序加载到内存中。
由于现代操作系统均采用分页的方式来管理内存，所以操作系统只需要读取可执行文件的文件头，之后建立起可执行文件到虚拟内存的映射关系，而不需要真正的将程序载入内存。
4、运行
加载器将可执行目标文件中的代码和数据从磁盘复制到内存中，然后通过跳转到程序的第一条指令或入口点来运行程序。
在程序的运行过程中，CPU发现有些内存页在物理内存中并不存在并因此触发缺页异常，此时CPU将控制权限转交给操作系统的异常处理函数，操作系统负责将此内存页的数据从磁盘上读取到物理内存中。