关于 GCC 编译器和链接器的问题

Question

假设您的程序由两个源文件（main.c 和辅助.c）和两个头文件（declarations.h 和辅助.h）组成。

然后你运行编译器如下：

$gcc main.c auxiliary.c -o myprogram

问题 1：编译器会为我的程序创建一个目标文件（即，只是缺少库）还是会创建两个目标文件，每个源文件一个（然后链接一切都在一起）？

问题 2：是否需要单独调用链接器？因为如果您使用上面的命令，编译器会为您解决这个问题，对吧？

问题 3：为什么有些库会自动链接（例如，stdio）以及为什么有些需要额外的工作（例如，math.h 需要在编译时添加 -lm）。 -lm 代表什么？

问题 4：假设您有一个源文件并且您的程序不需要任何外部库。这是否意味着您从编译器获得的目标代码已经可以执行？ （即，像 $gcc -c main.c 一样编译它）。

Answer 1

1. gcc 通常会为每个源文件生成一个对象。但是有一个-combine 选项可以告诉您要不然。

2. 当你有几十个源文件时重新编译所有东西不是一个好主意（当你有更多时，你将它们拆分到库中）。

3. 历史。曾经有一段时间——在共享库之前——当数学库相对较大并将其放在每个可执行文件中，即使是那些不需要它的人也被认为是浪费的（使用数学库涉及到 printf 等函数的替代版本，所以即使不使用你也要付出代价）

4. 我在等着看一个甚至不使用标准库的任何部分的程序（逻辑上调用 main 是作为 exit(main(argc, argv)) 完成的，所以至少调用了 exit）然后那里是启动和完成代码。

Answer 2

1. gcc为每个源文件创建一个目标文件，然后链接它们以构建可执行文件。

2. 您的示例证明gcc 能够链接所有需要的步骤

3. 自动链接的库是标准 C 库。其他需要指定。当您不需要atan2() 时，这允许构建更小的可执行文件。
   -lm 向编译器指示它应该找到数学库，其 id 是 m。在 Unix 上，它的文件名是 libm.so 或 libm.a 取决于链接是动态的（在运行时执行并导致较小的可执行文件）还是静态的（在链接时执行并导致独立的可执行文件）。

4. 没有。无论如何，它必须链接到标准 C 库。此外，目标代码的文件格式与可执行文件不同。

Answer 3

问题 1：使用“-save-temps”执行 gcc 语句，您会看到编译器创建了两个目标文件。

问题 2：对链接器的调用是隐式的。 “gcc”命令并不是真正的编译器，而是根据需要通过调用预处理器、编译器、汇编器和链接器来驱动编译过程。 在小型程序中，让 'gcc' 处理一切可能是个好主意，但对于具有许多源文件的大型程序，这意味着重新编译所有源文件，即使它们没有更改。

问题 3：这是约定俗成的问题。 （m 库是数学库。）

问题 4：不，事实并非如此。总是有一些额外的代码必须链接到处理流程启动/拆卸要求。在 linux 上，这些是 crt1.o、crti.o、crtbegin.o 和 crtn.o 文件。