GCC编译过程

# 编写一个最简单的C++程序
$ cat hello.cpp
int main()
{
    return 0;
}

# -v选项可以打印出详细的编译过程，以及编译命令。
$ gcc -v -o hello hello.cpp

Using built-in specs. # 使用内建的specs控制编译过程
COLLECT_GCC=gcc

# 什么是LTO，参看下面的链接
# https://stackoverflow.com/questions/19807107/what-is-gcc-lto-wrapper/20448908
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/lto-wrapper

# TODO：不知道什么意思？
OFFLOAD_TARGET_NAMES=nvptx-none:amdgcn-amdhsa:hsa
OFFLOAD_TARGET_DEFAULT=1

# 编译的目标平台
Target: x86_64-linux-gnu

# 编译GCC时使用的配置选项(将单行输出换为多行，略调整选项顺序)
Configured with: ../src/configure -v --prefix=/usr --libexecdir=/usr/lib --libdir=/usr/lib
--build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
--program-suffix=-10 --program-prefix=x86_64-linux-gnu- 
--with-pkgversion='Ubuntu 10.1.0-2ubuntu1~18.04' 
--with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-10/README.Bugs 
--with-gcc-major-version-only --with-system-zlib --with-target-system-zlib=auto --with-tune=generic 
--with-default-libstdcxx-abi=new --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32
--without-included-gettext --without-cuda-driver
--enable-languages=c,ada,c++,go,brig,d,fortran,objc,obj-c++,m2  
--enable-shared --enable-linker-build-id 
--enable-threads=posix  --enable-nls --enable-clocale=gnu 
--enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes 
--enable-gnu-unique-object --enable-multilib 
--enable-plugin --enable-default-pie --enable-libphobos-checking=release --enable-checking=release 
--enable-objc-gc=auto --enable-multiarch 
--disable-vtable-verify --disable-werror   
--enable-offload-targets=nvptx-none=/build/gcc-10-eDoCEC/gcc-10-10.1.0/debian/tmp-nvptx/usr,amdgcn-amdhsa=/build/gcc-10-eDoCEC/gcc-10-10.1.0/debian/tmp-gcn/usr,hsa

Thread model: posix
Supported LTO compression algorithms: zlib zstd
gcc version 10.1.0 (Ubuntu 10.1.0-2ubuntu1~18.04) 

# 执行g++时的编译选项，其中-mtune与-march是两个默认选项，虽然未在命令上明确写出。
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-o' 'hello' '-mtune=generic' '-march=x86-64'

# 调用C++编译器时执行的命令行； 这一步将源文件编译成汇编文件，保存为/tmp/cckOVIgw.s
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/cc1plus -quiet -v -imultiarch x86_64-linux-gnu -D_GNU_SOURCE hello.cpp -quiet -dumpbase hello.cpp -mtune=generic -march=x86-64 -auxbase hello -version -fasynchronous-unwind-tables -fstack-protector-strong -Wformat -Wformat-security -o /tmp/cckOVIgw.s
# cc1plus的输出
GNU C++14 (Ubuntu 10.1.0-2ubuntu1~18.04) version 10.1.0 (x86_64-linux-gnu)
        compiled by GNU C version 10.1.0, GMP version 6.1.2, MPFR version 4.0.1, MPC version 1.1.0, isl version isl-0.19-GMP
# ggc-min-expand/ggc-min-heapsize是GCC自身的垃圾回收可调参数
# 调整这两个参数或能提高编译速度，但是与代码生成无关。
GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072
# 从这里开始是预处理器的输出（没有看到命令行，推测是由cc1plus执行了cpp程序）
ignoring duplicate directory "/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/10"
ignoring nonexistent directory "/usr/local/include/x86_64-linux-gnu"
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/include-fixed"
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../../x86_64-linux-gnu/include"
#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
 /usr/include/c++/10 # 以下是预处理器在查找头文件时默认的搜索路径
 /usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/10
 /usr/include/c++/10/backward
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/include
 /usr/local/include
 /usr/include/x86_64-linux-gnu
 /usr/include
End of search list.

GNU C++14 (Ubuntu 10.1.0-2ubuntu1~18.04) version 10.1.0 (x86_64-linux-gnu)
        compiled by GNU C version 10.1.0, GMP version 6.1.2, MPFR version 4.0.1, MPC version 1.1.0, isl version isl-0.19-GMP

GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072
Compiler executable checksum: 435c9a72f92ce04eba08a47828fa63c4

# 执行g++时的命令行选项，其中-mtune与-march是两个默认选项，虽然未在命令上明确写出。
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-o' 'hello' '-mtune=generic' '-march=x86-64'

# as命令行选项（由g++的命令行选项推演构造as的命令行选项）；生成临时目标文件/tmp/cc1LTqcs.o
 as -v --64 -o /tmp/cc1LTqcs.o /tmp/cckOVIgw.s
 # 以下是汇编器的输出
GNU assembler version 2.36.50 (x86_64-pc-linux-gnu) using BFD version (GNU Binutils) 2.36.50.20210412
COMPILER_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/
LIBRARY_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../x86_64-linux-gnu/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../../lib/:/lib/x86_64-linux-gnu/:/lib/../lib/:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/:/usr/lib/../lib/:/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../:/lib/:/usr/lib/

# 执行g++时的命令行选项，其中-mtune与-march是两个默认选项，虽然未在命令上明确写出。
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-o' 'hello' '-mtune=generic' '-march=x86-64'

# 链接器命令行选项；将目标文件链接成可执行文件
# 这里链接器命令并不是ld，而是collect2；可能是由于GCC支持指定多种链接器，ld只是其中之一。
  # 命令行经过换行编辑，方便浏览
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/collect2 
 -plugin /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/liblto_plugin.so 
 -plugin-opt=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/lto-wrapper 
 -plugin-opt=-fresolution=/tmp/ccC6Zv8n.res 
 -plugin-opt=-pass-through=-lgcc 
 -plugin-opt=-pass-through=-lgcc_s 
 -plugin-opt=-pass-through=-lc 
 -plugin-opt=-pass-through=-lgcc 
 -plugin-opt=-pass-through=-lgcc_s 
 --build-id # 出现这个选项是否是由于GCC编译时指定的--enable-linker-build-id起的作用
 --eh-frame-hdr -m elf_x86_64 --hash-style=gnu --as-needed 
 -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 
 -pie -z now -z relro -o hello # 生成的可执行文件名
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../x86_64-linux-gnu/Scrt1.o # 以下是其他必需的目标代码
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../x86_64-linux-gnu/crti.o 
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/crtbeginS.o 
 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10  # -L用于指定库文件搜索路径
 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../x86_64-linux-gnu 
 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../../lib 
 -L/lib/x86_64-linux-gnu 
 -L/lib/../lib 
 -L/usr/lib/x86_64-linux-gnu 
 -L/usr/lib/../lib 
 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../.. 
 /tmp/cc1LTqcs.o # 汇编器生成的目标文件
 -lgcc --push-state --as-needed # -l指定要链接的库
 -lgcc_s --pop-state 
 -lc 
 -lgcc --push-state --as-needed 
 -lgcc_s --pop-state 
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/crtendS.o # 必须的目标文件
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/../../../x86_64-linux-gnu/crtn.o
 
# 后续还可能有其他操作？至少这个简单的基本编译过程没有后续操作。
COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-o' 'hello' '-mtune=generic' '-march=x86-64'

最后

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