gcc的奥妙 zt

GCC使用手册

作者：Clock
 
1.前言

    GCC编译器的手册(GCC MANUAL)的英文版已经非常全面，并且结构也非常完善了，只是一直都没有中文的版本，我这次阅读了GCC编译器的主要内容，对手册的内容进行了结构性的了解，认为有必要对这次阅读的内容进行整理，为以后的工作做准备。

    由于我对这个英文手册的阅读也仅仅是结构性的。因此有很多地方并没有看，所以这篇文档的内容我也只能写出部分，对于以后需要详细了解的地方，会再往这篇文档中增添内容，需要增添的内容主要是编译器的各种开关。

2. GCC功能介绍

    GCC编译器完成从C、C++、objective-C等源文件向运行在特定CPU硬件上的目标代码的转换（这是任何一个编译器需要完成的任务）。

    GCC能够处理的源文件分为C、C++、Objective-C、汇编语言等。对于这些源文件，用他们的后缀名进行标示。GCC能够处理的后缀有：

a. *.c  *.C      (C语言)

b. *.cxx   *.cc  (C++语言)

c. *.m           (面向对象的C)

d. *.i           (预处理后的C语言源文件)

e. *.ii          (预处理后的C++语言源文件)

f. *.s *.S       (汇编语言)

h. *.h         (头文件)

目标文件可以是：

a. *.o     编译连接后的目标文件

b. *.a     库文件

编译器把编译生成目标代码的任务分为以下4步：

a.预处理，把预处理命令扫描处理完毕；

b.编译，把预处理后的结果编译成汇编或者目标模块；

c.汇编，把编译出来的结果汇编成具体CPU上的目标代码模块；

d.连接，把多个目标代码模块连接生成一个大的目标模块；

3.  GCC开关

    GCC的运行开关共分为11类，这是类开关从11个方面控制着GCC程序的运行，以达到特定的编译目的。

3.1.  全局开关(OVERALL OPTIONS)

    全局开关用来控制在“GCC功能介绍”中的GCC的4个步骤的运行，在缺省的情况下，这4个步骤都是要执行的，但是当给定一些全局开关后，这些步骤就会在某一步停止执行，这产生中间结果，例如可能你只是需要中间生成的预处理的结果或者是汇编文件(比如拟的目的是为了看某个CPU上的汇编语言怎么写)。

3.1.1.  –x  language

    对于源文件是用什么语言编写的，可以通过文件名的后缀来标示，也可以用这开关。指定输入文件是什么语言编写的，language 可以是如下的内容

a.  c

b. objective-c

c. c-header

d. c++

e.cpp-output

f.assembler

g.assembler-with-cpp

3.1.2.–x none

把上一节介绍的-x开关都给关掉了。

3.1.3.  –c

编译成把源文件目标代码，不做连接的动作。

3.1.4. –S

把源文件编译成汇编代码，不做汇编和连接的动作。

3.1.5. –E

只把源文件进行预处理之后的结果输出来。不做编译，汇编，连接的动作。

3.1.6.  –o file

指明输出文件名是file。

3.1.7. –v

把整个编译过程的输出信息都给打印出来。

3.1.8.–pipe

由于gcc的工作分为好几步才完成，所以需要在过程中生成临时文件，使用-pipe就是用管道替换临时文件。

3.2.  语言相关开关(Language Options)

用来处理和语言相关的控制开关。

3.2.1.–ansi

    这个开关让GCC编译器把所有的gnu的编译器特性都给关掉，让你的程序可以和ansi标准兼容。

    除了以上的开关外，语言相关开关还有很多，如果在以后的工作学习中遇到了再加不迟！3.3.预处理开关(Preprocessor Options)

用来控制预处理所设置的开关。

3.3.1. –include file

    在编译之前，把file包含进去，相当于在所有编译的源文件最前面加入了一个#include 语句，这样做更“省油”。

3.3.2. –imacros file

    同-include file 一样。不过这个文件在具体编译的时候只有里面定义的宏才起作用，所以值用来在file文件里面定义宏。

3.3.3. –nostdinc

    在搜寻include 的文件路径中去掉标准的c语言头文件搜索路径，例如stdio.h文件就是放在标准头文件搜索路径下。

3.3.4.  –nostdinc++

    同上，只是去掉的是标准C++语言的头文件搜索路径。

3.3.5. –C

    同-E参数配合使用。让预处理后的结果，把注释保留，让人能够比较好读它。

3.3.6. –Dmacro

    把macro定义为字符串’1’。

3.3.7. –Dmacro = defn

    把macro定义为defn。

3.3.8.  –Umacro

    把对macro的定义取消。

    除了以上的开关外，预处理相关开关还有很多，如果在以后的工作学习中遇到了再加不迟！

3.4.   汇编开关(Assembler Option)

    用来控制汇编行为的开关。

3.4.1.  –Wa , option

    把option作为开关送给汇编程序。如果option里面有逗号，则作为好几行进行处理。

3.5.连接开关(Linker Options)

    用来控制连接过程的开关选项。

3.5.1. object-file-name

3.5.2. –llibrary

    连接库文件开关。例如-lugl，则是把程序同libugl.a文件进行连接。

3.5.3. –lobjc

    这个开关用在面向对象的C语言文件的库文件处理中。

3.5.4.  –nostartfiles

    在连接的时候不把系统相关的启动代码连接进来。

3.5.5.   –nostdlib

    在连接的时候不把系统相关的启动文件和系统相关的库连接进来。

3.5.6. –static

    在一些系统上支持动态连接，这个开关则不允许动态连接。

3.5.7. –shared

    生成可共享的被其他程序连接的目标模块。

    连接相关的开关还有一些，以后需要的时候再补。

3.6.目录相关开关(Directory Options)

    用于定义与目录操作相关的开关。

3.6.1. –Idir

    宏include需要搜寻的目录。

3.6.2.–I-

    与-I开关类似。

3.6.3.–Ldir

    搜寻库文件(*.a)的路径。

    和目录相关的开关还有很多，以后需要再加。

3.7. 警告开关(Warning Options)

    与警告处理相关的开关。

3.7.1.–fsyntax-only

    只检查代码中的语法错误，但并没有输出。

3.7.2. –w

    禁止一切警告信息打印出来。

3.7.3. –Wno-import

    禁止对宏#import提出警告。

3.7.4. –pedantic

3.7.5.  –pedantic-errors

3.7.6.  –W

   还有很多与警告处理相关的开关，以后再补。

3.8. 调试开关(Debugging Options)

3.8.1.–g

    把调试开关打开，让编译的目标文件有调试信息。

    还有很多与调试处理相关的开关，以后再补。

3.9. 优化开关(Optimization Options)

    -O1 –O2 –O3 –O0，这些开关分别控制优化的强度，-O3最强。

3.10. 目标机开关(Target Options)

3.10.1. –b machine

    在有的时候，Gcc编译器编译出来的目标代码并不是在运行这个编译动作的机器上运行而是另外一台机器，这种编译叫做交叉编译，用来运行最终目标代码的得机器叫做目标机，machine就是用来指明目标机的类型的。

3.10.2.  –V version

    用来告诉编译器使用它的多少版本的功能，version参数用来表示版本。

3.11.   CPU相关开关(Machine Dependent Options)

    比较多，也是在交叉编译的时候用得着。以后再说。

3.12. 生成代码开关(Code Generation Options)
 
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GCC　使用指南
使用语法：

　　gcc [ option | filename ]...
　　g++ [ option | filename ]...

　　其中 option 为 gcc 使用时的选项(后面会再详述)，
　　而 filename 为欲以 gcc 处理的文件

说明：

　　这 C 与 C++ 的 compiler 已将产生新程序的相关程序整合起来。产
生一个新的程序需要经过四个阶段：预处理、编译、汇编、连结，而这两
个编译器都能将输入的文件做不同阶段的处理。虽然原始程序的扩展名可
用来分辨编写原始程序码所用的语言，但不同的compiler，其预设的处理
程序却各不相同：

　　gcc　　预设经由预处理过(扩展名为.i)的文件为 C 语言，并於程式
　　　　　 连结阶段以 C 的连结方式处理。

　　g++　　预设经由预处理过(扩展名为.i)的文件为 C++ 语言，并於程
序连结阶段以 C++ 的连结方式处理。

　　原始程序码的扩展名指出所用编写程序所用的语言，以及相对应的处
理方法：

　　.c　　C 原始程序　　　　　　　　  ；   预处理、编译、汇编
　　.C　　C++ 原始程序　　　　　　　　；   预处理、编译、汇编
　　.cc   C++ 原始程序　　　　　　　　；   预处理、编译、汇编
　　.cxx  C++ 原始程序　　　　　　　　；   预处理、编译、汇编
　　.m　　Objective-C 原始程序　　　　；   预处理、编译、汇编
　　.i　　已经过预处理之 C 原始程序　 ；   编译、汇编
　　.ii   已经过预处理之 C++ 原始程序 ；   编译、汇编
　　.s　　组合语言原始程序　　　　　　；   汇编
　　.S　　组合语言原始程序　　　　　　；   预处理、汇编
　　.h　　预处理文件(标头文件)　　　　；   (不常出现在指令行)

　　其他扩展名的文件是由连结程序来处理，通常有：

　　.o　　Object file
　　.a　　Archive file

　　除非编译过程出现错误，否则 "连结" 一定是产生一个新程序的最
　　後阶段。然而你也可以以 -c、-s 或 -E 等选项，将整个过程自四
　　个阶段中的其中一个停止。在连结阶段，所有与原始码相对应的
　　.o 文件、程序库、和其他无法自文件名辨明属性的文件(包括不以 .o
　　为扩展名的 object file 以及扩展名为 .a 的 archive file)都会
　　交由连结程序来处理(在指令行将那些文件当作连结程序的参数传给
　　连结程序)。

选项：

　　不同的选项必须分开来下：例如 `-dr' 这个选项就与 `-d -r' 大
　　不相同。

　　绝大部份的 `-f' 及 `-W' 选项都有正反两种形式：-fname 及
　　-fno-name (或 -Wname 及 -Wno-name)。以下只列出非预设的那个
　　形式。

　　以下是所有选项的摘要。以形式来分类。选项的意义将另辟小节说
　　明。

　　一般性(概略、常用的)选项
　　　　　　  -c -S -E -o file -pipe -v -x language

　　程序语言选项
　　　　　　  -ansi -fall-virtual -fcond-mismatch
　　　　　　  -fdollars-in-identifiers -fenum-int-equiv
　　　　　　  -fexternal-templates -fno-asm -fno-builtin
　　　　　　  -fno-strict-prototype -fsigned-bitfields
　　　　　　  -fsigned-char -fthis-is-variable
　　　　　　  -funsigned-bitfields -funsigned-char
　　　　　　  -fwritable-strings -traditional -traditional-cpp
　　　　　　  -trigraphs

　　编译时的警告选项
　　　　　　  -fsyntax-only -pedantic -pedantic-errors -w -W
　　　　　　  -Wall -Waggregate-return -Wcast-align -Wcast-qual
　　　　　　  -Wchar-subscript -Wcomment -Wconversion
　　　　　　  -Wenum-clash -Werror -Wformat -Wid-clash-len
　　　　　　  -Wimplicit -Winline -Wmissing-prototypes
　　　　　　  -Wmissing-declarations -Wnested-externs -Wno-import
　　　　　　  -Wparentheses -Wpointer-arith -Wredundant-decls
　　　　　　  -Wreturn-type -Wshadow -Wstrict-prototypes -Wswitch
　　　　　　  -Wtemplate-debugging -Wtraditional -Wtrigraphs
　　　　　　  -Wuninitialized -Wunused -Wwrite-strings

　　除错选项
　　　　　　  -a -dletters -fpretend-float -g -glevel -gcoff
　　　　　　  -gxcoff -gxcoff+ -gdwarf -gdwarf+ -gstabs -gstabs+
　　　　　　  -ggdb -p -pg -save-temps -print-file-name=library
　　　　　　  -print-libgcc-file-name -print-prog-name=program

　　最佳化选项
　　　　　　  -fcaller-saves -fcse-follow-jumps -fcse-skip-blocks
　　　　　　  -fdelayed-branch -felide-constructors
　　　　　　  -fexpensive-optimizations -ffast-math -ffloat-store
　　　　　　  -fforce-addr -fforce-mem -finline-functions
　　　　　　  -fkeep-inline-functions -fmemoize-lookups
　　　　　　  -fno-default-inline -fno-defer-pop
　　　　　　  -fno-function-cse -fno-inline -fno-peephole
　　　　　　  -fomit-frame-pointer -frerun-cse-after-loop
　　　　　　  -fschedule-insns -fschedule-insns2
　　　　　　  -fstrength-reduce -fthread-jumps -funroll-all-loops
　　　　　　  -funroll-loops -O -O2

　　预处理选项
　　　　　　  -Aassertion -C -dD -dM -dN -Dmacro[=defn] -E -H
　　　　　　  -idirafter dir -include file -imacros file -iprefix
　　　　　　  file -iwithprefix dir -M -MD -MM -MMD -nostdinc -P
　　　　　　  -Umacro -undef

　　汇编程序选项
　　　　　　  -Wa,option

　　连结程序选项
　　　　　　  -llibrary -nostartfiles -nostdlib -static -shared
　　　　　　  -symbolic -Xlinker option -Wl,option -u symbol

　　目录选项
　　　　　　  -Bprefix -Idir -I- -Ldir

　　Target Options
　　　　　　  -b  machine -V version

　　与机器(平台)相关的选项
　　　　　　  M680x0 Options
　　　　　　  -m68000 -m68020 -m68020-40 -m68030 -m68040 -m68881
　　　　　　  -mbitfield -mc68000 -mc68020 -mfpa -mnobitfield
　　　　　　  -mrtd -mshort -msoft-float

　　　　　　  VAX Options
　　　　　　  -mg -mgnu -munix

　　　　　　  SPARC Options
　　　　　　  -mepilogue -mfpu -mhard-float -mno-fpu
　　　　　　  -mno-epilogue -msoft-float -msparclite -mv8
　　　　　　  -msupersparc -mcypress

　　　　　　  Convex Options
　　　　　　  -margcount -mc1 -mc2 -mnoargcount

　　　　　　  AMD29K Options
　　　　　　  -m29000 -m29050 -mbw -mdw -mkernel-registers
　　　　　　  -mlarge -mnbw -mnodw -msmall -mstack-check
　　　　　　  -muser-registers

　　　　　　  M88K Options
　　　　　　  -m88000 -m88100 -m88110 -mbig-pic
　　　　　　  -mcheck-zero-division -mhandle-large-shift
　　　　　　  -midentify-revision -mno-check-zero-division
　　　　　　  -mno-ocs-debug-info -mno-ocs-frame-position
　　　　　　  -mno-optimize-arg-area -mno-serialize-volatile
　　　　　　  -mno-underscores -mocs-debug-info
　　　　　　  -mocs-frame-position -moptimize-arg-area
　　　　　　  -mserialize-volatile -mshort-data-num -msvr3 -msvr4
　　　　　　  -mtrap-large-shift -muse-div-instruction
　　　　　　  -mversion-03.00 -mwarn-passed-structs

　　　　　　  RS6000 Options
　　　　　　  -mfp-in-toc -mno-fop-in-toc

　　　　　　  RT Options
　　　　　　  -mcall-lib-mul -mfp-arg-in-fpregs -mfp-arg-in-gregs
　　　　　　  -mfull-fp-blocks -mhc-struct-return -min-line-mul
　　　　　　  -mminimum-fp-blocks -mnohc-struct-return

　　　　　　  MIPS Options
　　　　　　  -mcpu=cpu type -mips2 -mips3 -mint64 -mlong64
　　　　　　  -mlonglong128 -mmips-as -mgas -mrnames -mno-rnames
　　　　　　  -mgpopt -mno-gpopt -mstats -mno-stats -mmemcpy
　　　　　　  -mno-memcpy -mno-mips-tfile -mmips-tfile
　　　　　　  -msoft-float -mhard-float -mabicalls -mno-abicalls
　　　　　　  -mhalf-pic -mno-half-pic -G num -nocpp

　　　　　　  i386 Options
　　　　　　  -m486 -mno-486 -msoft-float -mno-fp-ret-in-387

　　　　　　  HPPA Options
　　　　　　  -mpa-risc-1-0 -mpa-risc-1-1 -mkernel -mshared-libs
　　　　　　  -mno-shared-libs -mlong-calls -mdisable-fpregs
　　　　　　  -mdisable-indexing -mtrailing-colon

　　　　　　  i960 Options
　　　　　　  -mcpu-type -mnumerics -msoft-float
　　　　　　  -mleaf-procedures -mno-leaf-procedures -mtail-call
　　　　　　  -mno-tail-call -mcomplex-addr -mno-complex-addr
　　　　　　  -mcode-align -mno-code-align -mic-compat
　　　　　　  -mic2.0-compat -mic3.0-compat -masm-compat
　　　　　　  -mintel-asm -mstrict-align -mno-strict-align
　　　　　　  -mold-align -mno-old-align

　　　　　　  DEC Alpha Options
　　　　　　  -mfp-regs -mno-fp-regs -mno-soft-float -msoft-float

　　　　　　  System V Options
　　　　　　  -G -Qy -Qn -YP,paths -Ym,dir

　　Code Generation Options
　　　　　　  -fcall-saved-reg -fcall-used-reg -ffixed-reg
　　　　　　  -finhibit-size-directive -fnonnull-objects
　　　　　　  -fno-common -fno-ident -fno-gnu-linker
　　　　　　  -fpcc-struct-return -fpic -fPIC
　　　　　　  -freg-struct-returno -fshared-data -fshort-enums
　　　　　　  -fshort-double -fvolatile -fvolatile-global
　　　　　　  -fverbose-asm

PRAGMAS
　　Two  `#pragma'  directives  are  supported for GNU C++, to
　　permit using the same header file for two purposes:  as  a
　　definition  of  interfaces to a given object class, and as
　　the full definition of the contents of that object  class.

　　#pragma interface
　　　　　　  (C++  only.)   Use  this  directive in header files
　　　　　　  that define object classes, to save space  in  most
　　　　　　  of  the  object files that use those classes.  Nor-
　　　　　　  mally, local copies of certain information  (backup
　　　　　　  copies of inline member functions, debugging infor-
　　　　　　  mation, and the internal tables that implement vir-
　　　　　　  tual  functions)  must  be kept in each object file
　　　　　　  that includes class definitions.  You can use  this
　　　　　　  pragma  to  avoid  such duplication.  When a header
　　　　　　  file containing `#pragma interface' is included  in
　　　　　　  a  compilation, this auxiliary information will not
　　　　　　  be generated (unless the main input source file it-
　　　　　　  self  uses `#pragma implementation').  Instead, the
　　　　　　  object files will contain references to be resolved
　　　　　　  at link time.

　　#pragma implementation

　　#pragma implementation "objects.h"
　　　　　　  (C++  only.)  Use this pragma in a main input file,
　　　　　　  when you want  full  output  from  included  header
　　　　　　  files  to be generated (and made globally visible).
　　　　　　  The included  header  file,  in  turn,  should  use
　　　　　　  `#pragma  interface'.  Backup copies of inline mem-
　　　　　　  ber functions, debugging information, and  the  in-
　　　　　　  ternal  tables  used to implement virtual functions
　　　　　　  are all generated in implementation files.

　　　　　　  If you use `#pragma implementation' with  no  argu-
　　　　　　  ment,  it  applies to an include file with the same
　　　　　　  basename as  your  source  file;  for  example,  in
　　　　　　  `allclass.cc',  `#pragma  implementation' by itself
　　　　　　  is   equivalent　　to　　`#pragma　　implementation
　　　　　　  "allclass.h"'.  Use the string argument if you want
　　　　　　  a single implementation file to include  code  from
　　　　　　  multiple header files.

　　　　　　  There  is no way to split up the contents of a sin-
　　　　　　  gle header file into multiple implementation files.

文件说明
　　file.c　　　　　　 C source file
　　file.h　　　　　　 C header (preprocessor) file
　　file.i　　　　　　 经预处理过的 C source file
　　file.C　　　　　　 C++ source file
　　file.cc　　　　　　C++ source file
　　file.cxx　　　　C++ source file
　　file.m　　　　　　 Objective-C source file
　　file.s　　　　　　 assembly language file
　　file.o　　　　　　 object file
　　a.out　　　　　　  link edited output
　　TMPDIR/cc*　　　　 temporary files
　　LIBDIR/cpp　　　　 preprocessor
　　LIBDIR/cc1　　　　 compiler for C
　　LIBDIR/cc1plus　　 compiler for C++
　　LIBDIR/collect　　 linker front end needed on some machines
　　LIBDIR/libgcc.a　　GCC subroutine library
　　/lib/crt[01n].o　　start-up routine
　　LIBDIR/ccrt0　　additional start-up routine for C++
　　/lib/libc.a　　　　standard C library, 参阅 man page intro(3)
　　/usr/include　　standard directory for #include files
　　LIBDIR/include　　 standard gcc directory for #include files
　　LIBDIR/g++-include additional g++ directory for #include

　　LIBDIR is usually /usr/local/lib/machine/version.
　　TMPDIR comes from the environment variable TMPDIR (default
　　/usr/tmp if available, else /tmp).