Linux编译器——gcc

1.简介

GNU CC（简称gcc）是GNU项目中符合ANSI C标准的编译系统，能够编C、C++、Object C、java、Fortran、Pascal、Modula-3和Ada等多种语言，而且gcc是一个交叉平台编译器，能够在当前CPU平台上为多种不同体系结构的硬件平台开发软件，因此尤其适合在嵌入式领域的开发编译。

gcc所支持后缀名解释

后缀名	所对应的语言	后缀名	所对应的语言
.c	C原始程序	.s/.S	汇编语言原始程序
.C/.cc/.cxx	C++原始程序	.h	预处理文件（头文件）
.m	Objective-C原始程序	.o	目标文件
.i	已经过预处理的C原始程序	.a/.so	编译后的库文件
.ii	已经过预处理的C++原始程序	...	...

2.gcc编译流程解析

gcc的编译流程分为四个步骤：

（1）预处理（Pre-Processing）

在这个阶段，编译器将对包含的头文件（#include）和宏定义（#define、#ifdef）等编译进文件中。

如：gcc -E hello.c -o hello.i （-E的作用是让gcc在预处理结束后停止编译过程）

（2）编译阶段

在编译阶段，gcc首先要检测代码的规范性、是否错误等，在检测无误后将代码翻译成汇编语言。

如：gcc -S hello.i -o hello.s（-S的作用是让gcc在编译阶段结束后停止编译过程）

（3）汇编阶段

汇编阶段是把编译阶段生成的.s文件转成目标文件。

如：gcc  -c hello.s -o hello.o（-c的作用是将.s文件转化为.o文件（二进制代码））

（4）链接阶段

链接阶段有一个重要的概念：库函数（库函数分为静态库和动态库两种）。

     1）静态库：指编译链接时，将库文件的代码全部加入可执行文件中，因此生成的文件比较大，但是运行时就不再需要库文件，后缀通常为.a。

     2）动态库：在编译链接阶段，并没有将库代码添加到可执行文件中，而是在程序运行时加载库，这样可以节省系统的开销，后缀通常为.so。

如：gcc hello.o -o hello，接着执行./hello则可获得正确的结果。

3.gcc编译选项分析

PS：gcc可用选项主要包括总体选项、告警和出错选项、优化选项和体系结构相关选项。

（1）常用选项

gcc常用选项列表

选项	含义
-c	只编译不链接，生成目标文件.o
-S	只编译不汇编，生产汇编代码.s
-E	只进行预处理，不做其他处理
-g	在可执行程序中包含标准调试信息
-o file	将file文件指定为输出文件
-v	打印出编译器内部编译各过程的命令行星系和编译器的版本
-I dir	在头文件的收索路径列表中添加dir目录

PS：在include语句中，“<>”表示在标准路径中搜索头文件，“ “” ”表示在本目录中搜索。

（2）库选项

gcc库选项列表

选项	含义
-static	进行静态编译，即链接静态库，禁止使用动态库
-shared	1.可以生成动态库文件 2.进行动态编译，尽可能地链接动态库，只有当没有动态库时才会链接同名的静态库（默认选项，可省略）
-L dir	在库文件的搜索路径列表中添加dir路径
-lname	链接称为libname.a（静态库）或者libname.so（动态库）的库文件。若两个库都存在，则根据编译方式（-static还是-shared）而进行链接
-fPIC（或-fpic）	生成使用相对地址的位置无关的目标代码（Position Independent Code）。然后通常使用gcc的-static选项从该PIC目标文件生成动态库文件

（3）告警和出错选项

gcc警告和出错选项列表

选项	含义
-ansi	支持符合ANSI标准的C程序
-pedantic	允许发出ANSI C标准所列的全部警告信息
-pedantic-error	允许发出ANSI C标准所列的全部出错信息
-w	关闭所有告警
-Wall	允许发出gcc提供的所有有用的告警信息
-werror	吧所有的告警信息转化为错误信息，并在告警发生时终止程序编译过程

（4）优化选项

        gcc可以对代码进行优化，它通过编译选项“-On”来控制优化代码的生成，其中n是一个代表优化级别的整数。

        虽然优化选项可以加速代码的运行速度，但是经过优化后，原先在源程序中声明和使用的变量很可能不再使用，控制流也可能会突然跳转到意外的地方，循环语句也有可能因为循环展开而变得到处都有，所有这些对调试来讲都将是一场噩梦。

（5）体系结构相关选项

gcc体系结构相关选项列表

选项	含义
-mcpu=type	针对不同的CPU使用相应的CPU指令。可选择的type有i386、i486、pentium及i686等
-mieee-fp	使用IEEE标准进行浮点数的比较
-mno-ieee-fp	不使用IEEE标准进行浮点数的比较
-msoft-float	输出包含浮点库调用的目标代码
-mshort	把int类型作为16位处理，相当于short init
-mrtd	强行将函数参数个数固定的函数用ret NUM返回，节省调用函数的一条指令