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  • [编译器] GCC编译器简介

    一,GCC编译器简介

    GCC是Linux平台下常用的编译链接器。编译链接的过程分为:

    源代码-->预处理文件(.i)-->编译后的汇编代码(.s)-->汇编后的二进制文件(.o)-->链接后的二进制物件(无后缀)。

    处理程序分别是 :cpp、ccl、as、ld。

    使用 -v选项,可以看到各个阶段关联的处理程序。

    使用gcc -E 指示gcc对源代码进行预处理,结果直接输出到终端。

    使用gcc -S 指示gcc编译成为汇编语言

    使用gcc -c 指示gcc直至形成二进制文件(不进行链接)

    使用gcc 指示gcc链接形成二进制物件(多个二进制模块链接形成大的模块或者可执行程序)

    因此你需要的目标文件的种类是 -E、-S、-c或者不带这些参数确定的,

    源文件可以是中间文件的一种。-o参数控制的仅仅是输出文件的名称。

    但是gcc默认会根据源文件的后缀去判断应该调用处理程序的那些。例如源文件的后缀是.c,则gcc -E使用的是cpp,gcc -c则使用cpp、ccl、as。如果源文件的后缀是.o,则gcc -E 是无法进行的,会报错:linker input file unused because linking not done。这是gcc发现这个应该进行链接,但是选项指示不使用linker程序,因而报这种错误信息。如果源文件是二进制的文件,但是保存的源文件后缀却是.c,则gcc会当作这是.c文件,如果采用gcc不带参数,则gcc会很多错,因为它把这个文件当作源代码处理的。

    注意:这里,源文件指的是gcc的输入文件,源代码指的是程序源代码文件。

    以下是使用gcc 不带-E、-S、-c这些参数时,将会进行的处理与输入文件后缀(类型)的对应关系。

    使用-save-temps可以保存编译各个阶段的临时文件。

    <!-- [if !mso]> <mce:style><! v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} p\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} v\:textbox {display:none;} --><![endif]--><!-- [if !ppt]--><!-- [endif]-->

    后缀 名
    种类说明
    源文件相应的后续处理
    预处理
    编译
    汇编
    链接
    .c
    C 语言 源 程序
    .C/.cc/.cxx
    C++ 语言 源程序
    .h
    源程序所包含的头文件
    --
    --
    --
    --
    .i
    经过预处理的 C 源程序  
    .ii
    经过预处理的 C++ 源程序  
    .s
    汇编语言源程序    
    .S
    汇编语言源程序
     
    .o
    目标文件      
    .a
    由目标文件构成的档案文件      

    <!-- [if !mso]> <mce:style><! v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} p\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} v\:textbox {display:none;} --><!-- [endif]--><!-- [if !ppt]--><!-- [endif]-->

    二,GCC常用编译选项

    格式为:

    gcc [option | filename] .......

    gcc的命令可以分为如下几类:

    1,全局选项 -c,-S,-E ,-o

    2,目录选项 -Ipath,-Lpath

    3,链接选项 -shared,-llibrary -Wl option

    4,警告选项 -Wall, -Wextra,-Wconversion,-Wshardow,-Wcast-qual

    5,调试选项 -g ,-ggdb

    6,优化选项 -O, -O0,-O1,-O2,-O3

    7,其它选项 -fPIC

    部分选项简介:
    -Wl,option : 传递 option 给链接程序
    -Wl,-Bstatic : 明确限定链接静态库 ( 链接程序将不再接受动态链接库,直到再次指定 -Bdynamic)
    -Wl,-Bdynamic : 明确限定链接动态库
    -fPIC : 生成动态链接用位置无关代码 (Position-independent code)
    -shared : 生成动态链接目标文件
    -L : 指定链接阶段链接库所在路径
    -l : 指定要链接的库(原库名去除前缀 “ lib ” 和后缀 “ .a/.so ” 的剩余部分)

    a)目录选项

    目录选项是为编译器指定搜索头文件和库文件所在目录的,

    编译时,头文件的搜索顺序为:

    -Ipath指定--------->环境变量C_INCLUDE_PATH或者CPLUS_INCLUDE_PATH--------->/usr/local/include和/usr/include

    库文件搜索顺序:

    -Lpath指定-------->环境变量LIBRARY_PATH----------->/usr/local/lib和/usr/lib。 

    <!-- [if !mso]> <mce:style><! v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} p\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} v\:textbox {display:none;} --><!-- [endif]--><!-- [if !ppt]--><!-- [endif]-->

    可以利用搜索顺序使得当前目录下的程序编译时链接静态c++库libstdc++.a:

    ln -s ` g++ -print-file-name = libstdc++.a` (注意是反引号,不是单引号,意义是运行反引号里边的命令)

    这样便建立了一个到g++使用的静态库libstdc++.a的符号链接。

    g++ -o hello -L. hello.cpp 该命令会使得g++搜索当前目录的链接库,搜索到了libstdc++.a,因而采用静态链接。

    使用ldd查看编译结果,可以看到没有对c++动态链接库的依赖:

    #ldd hello
    linux-gate.so.1 => (0x00a58000)
    libm.so.6 => /lib/libm.so.6 (0x006d7000)
    libgcc_s.so.1 => /lib/libgcc_s.so.1 (0x00858000)
    libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00591000)
    /lib/ld-linux.so.2 (0x00573000)
    b)调试信息选项
    -g [Format][LEVEL] : 设定生成的调试信息的格式和级别。
    -g
    编译器指示操作系统生成本地格式(如stabs、COFF、XCOFF、DRAWF-2)
    -ggdb
    生成的调试信息且其中尽可能包含所有额外的GDB扩展
    FORMAT: 指定调试信息的格式,如 ‘stabs+’, ‘stabs’, ‘xcoff+’, ‘xcoff’, or ‘vms’
    LEVEL:
    0:不生成调试信息
    1:最小调试信息,用于跟踪程序的部分内容:函数、外部变量,不能跟踪局部变量和行 号。
    2:默认的debug信息生成级别。可跟踪局部变量和行号。但不包含宏。
    3:包含额外的debug信息,包括宏的信息。
    建议使用: 调试使用-ggdb,发布使用GNU package发布默认的-g。
    注意事项
    因为GCC允许 –g 和 –O选项同时存在,在这种情况使用GDB调试会产生奇怪的结果
    (如: 某 些变量不存在了,某些语句没有被执行,处理流程发生了变化等等),
    在开发调试过程中尽量关闭 优化选项。

    c)优化选项:
    -On,n为0~3之间的数值,表示优化级别。

    方案
    对目标文件的影响
    对编译过程的影响
    优化级别选用的方案
     ○: 使用; △: 部分使用; ×:不使用)
    执行速度
    代码大小
    编译速度
    内存 使用
    -O0 或者默认(default)
    -O1 或者 -O
    -O2
    -O3
    合并公共表达式(源代码级别优化)
    加快
    减少
    减慢
    增加
    ×
    函数内联(源代码级别优化)
    加快
    增加
    减慢
    增加
    ×
    循环展开
    (空间换时间优 化)
    加快
    增加
    减慢
    增加
    ×
    ×
    ×
    度优化
    加快
    不增加
    减慢
    增加
    ×
    ×
    推荐:调试使用-O0,发布使用与GNU package发布优化级别相同的-O2。

    d)警告选项:

    推荐使用:
    -Wall -W -Wconversion -Wshadow -Wcast-qual

    -Wall 开启多个常用的错误警告选项。它结合了很多可以单独使用的警告选项。
    - Wformat (included in -Wall)
    这个选项在 -Wall 中包含了。这个选项对于诸如 printf 、 scanf 这些函数中的不正确的字符串 格式的使用提出警告,
    在这种情况下,指定的字符串格式与对应函数的参数的类型不 匹配。
    例如: printf(“my name is %s\n”, name, name);
    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    -Wimplicit (included in -Wall)
    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } --> 这个选项在 -Wall 中包含了。这个选项对使用没有声明的任何函数进行警告。
    常见的没有声明就引用的函数的典型原因是没有包含头文件

    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->-Wreturn-type (included in -Wall)
    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    这个选项在 -Wall 中包含了。这个函数对没有返回值,但是没有声明返回值是 void 的函数提出警告。
    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    example : int func() { }
    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    -W or -Wextra
    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    这个开启一些而外的 -Wall 没有包含的警告标识。例如在有符号数和无符号数之间进行比 较、
    指针和证书 0 进行除了! = 的比较运算等。
    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->example : void func( void * pointer ){ if (pointer <= 0 ) … }

    -Wconversion <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->

    这个选项对可能引发不可预料的结果的隐式类型转换提出警告。
    例如: unsigned int length = - 1 ;

    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    -Wshadow

    这个选项对于某个范围内已经被声明的变量的重新声明提出警告。 <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    例如: { int xxx = 1 ; { int xxx= 2 ; … } … } <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    -Wcast-qual
    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    这个选项对于强制转化的删除一个类型限定符的指针提出警告,例如 const 类型限定符。
    <!-- .shape { }v:textbox { display: none; } -->
    例如: void func( const char * xxx) { char * yyy = xxx ; … }

    e)编译链接、创建库文件的过程:

    使用源代码文件test.c、main.c作为说明例子,其中main.c用到了test.c中的函数:

    test.c:

    int max(int a,int b) {

    return a>b?a:b;

    }

    main.c:

    int main(){

    printf("max(1,2)=%d\n",max(1,2));

    return 0;

    }

    1,创建动态库 :

    1)gcc -fPIC -c -o test.o test.c

    -fPIC表示产生位置无关代码(position independence code),

    -c表示产生的是二进制文件,不进行链接,

    -o表示产生的文件名。

    2)gcc -shared -o libtest.so test.o

    使用1)中编译的二进制文件,产生动态库

    2,使用动态库

    gcc -o main mian.c -L. -ltest

    使用链接的库文件在前目录,名字为test。

    3,创建静态库

    1)gcc -c -o test.o test.c

    -c表示产生的是二进制文件,不进行链接,

    -o表示产生的文件名。

    2)ar rcs libtest.a test.o

    使用1)的二进制文件,产生静态库(文档文件)

    4,使用静态库

    gcc -o main main.c -L. -ltest

    使用链接的库文件在当前目录,名字为test。

    <!-- [if !mso]> <mce:style><! v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} p\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} v\:textbox {display:none;} -->
    <!-- [endif]--><!-- [if !ppt]--><!-- [endif]-->
    三,本文结束语
    gcc是linux平台下的强大的编译链接工具,希望本文对您有所帮助。
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/robbychan/p/3787189.html
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