安装 GNU CC

安装 GNU CC
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本文为gcc installation guide之中译本，版权所有，译者允许本文在网际
网路上作免费之流传、复制，然除经译者允许外，禁止任何商业使用。

译者： 工技资管所 陈振宇 ranma@hunt.cs.ntit.edu.tw
交大资管所 宋振华 chsong@iim.nctu.edu.tw
如有任何疏失、错漏，欢迎指正 7/1/1997

这是一份在Unix系统上安装GNU CC的程序，VMS系统的使用者请看
*注解:VMS 安装。在这一节中，我们假设编译的动作是在和
原始档案相同的目录下执行;如果希望在其他目录下执行编译动
作，请看 *注解:其他目录。

在MS-DOS下直接安装 GNU CC 是不可行的，使用 DOS 下的任何
编译器皆无法成功的编译 GNU CC，除非你使用 GNU CC 本身。欲
在 MS-DOS 下安装 GNU CC，你必需取得已完全编译完成的套件：DJGPP。
DJGPP 中含有机器码档案以及原始程式档，并且还包含了所有必需的
编译工具及函式库。

1.如果你是在另外一部机器上，在同一目录下先完成了GNU CC的
编译，执行 "make distclean" 来删除一些可能无用的档案。
其中一个被删除的档案叫做 "Makefile"；如果 "make distclean"
回应 Makefile 不存在（not exist）的讯息，那可能表示这个目
录已经被适当的清理完毕。

2.在 System V Release 4 系统上，请确定在路径 "PATH" 设定中，
"/usr/bin" 在 "/usr/ucb" 之前。因为 "/usr/ucb" 中的 cc 使用了
有错误的函式库。

3.你可以执行 "configure" 这支程式来设定 host machine、build machine
、及 target machine。

所谓的 "build machine" 指的是你目前正在使用的机器；而
"host machine" 则是你期望编译後所产生的编译器工作的
机器；最後 "target machine" 则是你期望这个编译器
（正在做编译的那个）产生的目的码的主机。（一般而言，
前两者是相同的）。

如果你正在建立一的产生它自己执行的机器的目的码的编译器
（native compiler），一般而言，不需要在 "configure" 作
任何的设定；它将以目前正在使用的机器作为 host、build 及
target machine。所以当你制作 native compiler 的时候，不需
作任何设定。除非 "configure" 无法指出你的系统组态或是它猜
错了。

这样的情况下，用选项 --build 指定 build machine 的
"configuration name"； host 及 target machine 将预设和 build
machine相同。（若你正在建立的是一个交互编译器，请看
*注解:交互编译器）

底下是一个例子：

./configure --build=sparc-sun-sunos4.1

建置名 (configuration name) 可能是一个标准的形式或者是标准形
式的缩写。

一个完整的建置名有由 "-" 号分开的三个部份。大概是：
"CPU名称-厂商名称-系统名称"（每一个部份可含有自己的
"-" 号，configure 这个程式会自行分辨之）。举例来说：
"m68k-sun-sunos4.1" 是指 Sun 3。

你也可以用别名取代部份的建置名。例如： `sun3' 就代表了 `m68k-sun'
，`sun3-sunos4.1' 也是另一种 Sun 3 的表示方法。你也可以简单点用
`sun3-sunos'，因为这边假设 SunOS 的版本预设为 4. `sun3-bsd' 也可
以，因为 `configure' 知道 SunOS 是 Sun 3 上唯一的 BSD 变种。

你可以在各种系统型态後面注明版本号码，及 CPU 型号。在大部份的例子
当中，版本是没用的，而且会被忽略掉。所以如果你知道的话，最好也把
号码加上去。(ranma 注：这段原文怪怪的)

关於所支援的建置名与建置的相关注解，请参考 *注解:建置。在继续安装
GNU CC 之前，你最好看一下那份注解。

底下有四种附加的选项可以让你分别指定不同的硬体与软体建置：
`--with-gnu-as', `with-gnu-ld`, `--with-stabs' 及 `--nfp'。

`--with-gnu-as'
如果你想要将 GNU CC 拿来跟 GNU 组译器 (GNU assembler)
并用的话，你可以在执行 `configure' 时加上 `--with-gnu-as' 这
个选项。

使用这个选项并不会安装 GAS。 它只是将 GNU CC 的输出修改成可以
和 GAS 并用而已。要不要安装 GAS 由你自己决定。

相反地，如果你 *不要* 使用 GAS 而且在建构 GNU CC 时不注明
`--with-gnu-as' 的话，你也要自己决定是不是要安装 GAS。 GNU CC
会在各个目录□找 `as' 这个程式，如果它找到了 GAS 的话，它会用
GAS。如果你不确定 GNU CC 到底是找到哪一个组译器来用的话，在
执行 gcc 时加上 `-v' 这个选项。

会因为你是否使用 GAS 而产生不同变化的系统有：

`hppa1.0-ANY-ANY', `hppa1.1-ANY-ANY', `i386-ANY-sysv',
`i386-ANY-isc',
`i860-ANY-bsd', `m68k-bull-sysv', `m68k-hp-hpux',
`m68k-sony-bsd',
`m68k-altos-sysv', `m68000-hp-hpux', `m68000-att-sysv',
`ANY-lynx-lynxos', 及 `mips-ANY'). 对於其他系统,
`--with-gnu-as' 并不会造成影响。

上述系统中 (除了 HP-PA, 386 上的 ISC, 及 `mips-sgi-irix5.*')，
如果你使用 GAS，你也应该要使用 GNU 连结器 (linker)，也就是要
注明 `--with-gnu-ld'。

`--with-gnu-ld'
如果你想要拿 GNU 连结器跟 GNU CC 并用的话，注明这个选项。

这个选项并不会安装 GNU 连结器，它只是改变 GNU CC 的习性来
配合 GNU 连结器而已。比较不同的是，它使得 `collet2' 这个程式
不会被安装。这个程式是在大部份的建构中拿来做系统连结器的前
置处理用的。

`--with-stabs'
在大部份以 MIPS 为基础的系统以及 Alpha 上，你必须指明
要 GNU CC 产生出正规的 ECOFF 除错格式，或是要 BSD 式的
stabs 传递 ECOFF 的符号表。正规的 ECOFF 除错格式并不能完整地
处理 C 以外的语言。而 BSD stabs 格式可以处理其他语言，但只能
在 GNU 除错器 (GNU debugger) 上面做。

在正常情况下，GNU CC 预设使用 ECOFF 除错格式，如果你偏好 BSD
stabs 格式，在编译时注明 `--with-stabs'。

不管你在建立 GNU CC 时是选用哪一种预设值，使用者都可以用
`-gcoff' 和 `-gstabs+' 这两个选项来指定他所要用的除错格式。

`--with-stabs' 在 386 上的 ISC 系统中有特别意义，当 `--with-gas'
也被用到时。它会选择使用嵌在 COFF 输出中的 stabs 除错资讯
(stabs debugging information embedded in COFF output) 。这类的
除错资讯也支援 C++，普通的 COFF 除错资讯并不能做到。

`--with-stabs' 在跑 SVR4 的 386 系统中也有特殊意义。它选择使
用嵌在 ELF 输出中的 stabs 除错资讯。在 386 SVR4 平台上，目前的
C++ 编译器 (2.6.0 版) 并不支援 DWARF 除错资讯。stabs 提供了
另一个可以用的方法。它需要 GAS 和 GDB，因为正常的 SVR4 工具并
不能产生或解译 stabs 格式。

`--nfp'
在某些系统上，你必须藉由这个选项注明这台机器是否有浮点运
算器。这些系统包括了 `m68k-sun-sunosN' 及 `m68k-isi-bsd'。目前
`--nfp' 在其他系统上并没有作用，虽然在别的系统上可能也可以有不
同的效果。

`configure' 这个程式会去原始码目录底下的子目录□面去找那些要跟
GNU CC 整合的其他编译器。例如 GNU 的 C++ 编译器，G++，放在 `cp'
这个子目录□。`configure' 会把建立这些编译器的规则加到 `Makefile'
中。

底下我们会详细说明所有 `configure' 会设定的档案。在正常情况下，
你不需要去担心这些档案。

* 会建立一个叫 `config.h' 的档案，□面有一个 `#include' 记载了你
将来要用来执行这个编译器行的机器的顶层设定档 (*注解:建置)。这个档
案用来定义 host machine 的资讯。其中包含 `tm.h'。

顶层设定档放在 `config' 这个子目录□。它都叫做 `xm-某某东西.h'，
通常是 `xm-机器名.h'，但有些例外。

如果你的系统不支援符号连结 (symbolic link)，你可以要设定
`config.h'
让它包含一条 `#include' 指到适当的档案。

* 会建立一个叫 `tconfig.h' 的档案，它引入了 target machine 的顶层
设定档。这是为了要用来编译一些要在那台机器上跑的程式。

* 会建立一个叫 `tm.h' 的档案，它包含了 target machine 的机器描述
巨集档案 (machine-description macro file)。它应该是放在 `config'
子目录中而且它的名字通常是 `机器名.h'。

* `configure' 这个命令档也会在 `Makefile.in' 这个样版档上加入一些
字
来产生 `Makefile'。 这些额外的文字来自 `config' 目录中叫做
`t-TARGET' 及 `x-HOST' 的档案。如果这些档案不存在，那就表示不需
要为 target 或 host machine 加上其他东西。

4. 安装 GNU CC 的标准目录是 `/usr/local/lib'。如果你打算安装到别的地方，
在执行 `configure' 的注明 `--previx=目录'。`目录' 是你打算用来取代
`/usr/local' 的目录名称，除了底下这个例外： 不管你的编译器安装在何处，
`/usr/local/include' 都是会被加到找寻标头档的目录。如果你不想要这样，
你可以用下面这个 `--local-prefix' 选项。

5. 指定 `--local-prefix=目录'，这样可以让你设定编译器找寻标头档的路径。
而不是使用 `/usr/local/include'。

*只有* 在你的电脑上放你特殊的规格档案有不同习惯 (不是 `/usr/local')
时，你才会需要 `--local-prefix' 这个选项。

*不要* 把 `/usr' 指定给 `--local-prefix'！你在 `--local-prefix' 所
用的目录 *必须不* 包含所有的系统标准标头档。如果它真的包含，某些程
式会被编译成错的。(包括 GNU Emacs, 在某些目标机器上)，因为这样做会
盖掉或搞丢 `fixincludes' 所定的标头档案集。

6. 确定 Bison 剖析器产生机 (parser generator) 已经安装。(如果 Bison
所产生出来的 `c-parse.c' 跟 `cexp.c' 这两个档案比 `c-parse.y' 跟
`cexp.y' 还新，而且你不打算改这些 `.y' 档的话，这步就不用做。

在 1988 年 9 月 8 号之前的 Bison 版本会产生不正确的 `c-parse.c'。

7. 如果你选择了一个需要其他 GNU 工具(像是 GAS 或 GNU 连结器) 而不是
标准系统工具的组态来做 GNU CC 的话，记得在建立 GNU CC 的目录底下
安装所需的工具，并命名为 `as', 'ld' 或其他相关名称。这样会使得编
译器会在编译 `enquire' 时去找这些适当的工具。

或者是，你可以在做後来的编译工作时把 `PATH' 环境变数值设成 GNU
工具在标准系统工具之前。

8. 建立这个编译器。只要在编译器目录□打入 `make LANGUAGES=c' 就好了。

`LANGUAGES=c' 指明了只会编译 C 编译器。makefile 正常下会去编译所有
它支援的语言，目前是 C, C++ 和 Objective C。然而，只有 C 是你用其
他非 GNU C 编译器所编出来的会动的一个。再说，在这个阶段编译 C 以外
的东西是在浪费时间。

通常，你可以打入这个参数 `LANGUAGES="LIST"' 指明你要的语言，其中
"LIST" 是 `c', `c++' 和 `objective-c' 之一或多个。如果你在 GNU CC
原始码目碌下有其他附加的 GNU 编译器，你会可以加到 `LIST' □面。

忽略掉在编 `insn-emit.c' 时所有 "statement not reached"
的警告讯息，那是正常的。还有，警告讯息 "unknown escape sequence" 在
编 `genopinit.c' 或是其他档案是也是正常的。同理，你也可以不理那些
在 `insn-emit.c' 和 `insn-recog.c' 的 "constant is so large that it
is unsigned" 和 `enquire.o' □的关於 "comparison always being zero"
。 其他编译错误可能表示了移植到你的机器或作业系统时的错误，你应该
仔细检查并提出报告 (附注：虫)。

有些要钱的编译器因为它们本身的虫或是限制，在编 GNU CC 时会失败。例如
Microsoft 的编译器说会用光所有巨集空间。有的 Ultrix 的编译器会用完
表示式空间，你必需分开问题发生处的叙述。

9. 如果你在做交互编译器，就此打住。 *附注：交互编译器

10. 用底下这个命令把第一阶段目的档案和可执行档案放到一个目录：
make stage1

这些档案会放到一个叫 `stage1' 的副目录□。当安装完成以後，你或许
会用 `rm -r stage` 把这些档案杀掉。

11. 如果你选择了一个需要其他 GNU 工具(像是 GAS 或 GNU 连结器) 而不是
标准系统工具的组态来做 GNU CC 的话，把这些要用的工具放在 `stage1'
子目录下，并命名为 `as', `ld' 或相关档名。这样会使得在做下一阶段
时第一阶段编译器会在这□找适合的工具。

或者是，你可以在做後续的编译工作时把 `PATH' 环境变数值设成 GNU
工具在标准系统工具之前。

12. 用底下这个命令叫这个编译器自己再重新编译一次：

make CC="stage1/xgcc -Bstage1/" CFLAGS="-g -O2"

这叫做建造第二阶段编译器。

上面这个命令会造出所有支援语言的编译器。如果你不要全部都做，你可以
用 `LANGUAGES="LIST"' 注明你要做的语言。 LIST 可以包含 `c', `c++',
`objective-c' 和 `proto' 之一或多个，以空白分开。`proto' 是指
`protoize' 和 `unprotoize' 这两个程式，它们不是一个独立的语言，
但是你是用 `LANGUAGES' 决定要不要安装它们。

如果你还要继续做第三阶段编译器，那你只要在第二阶段做出 C 语言就好了。

当你做完第二阶段编译器以後，如果磁碟空间快没了，你可以砍掉 `stage1'
这个子目录。

在没有浮点运算硬体的 68000 或 68020 系统上，除非你已经选了一个预设
没有浮点运算器的 `tm.h' 档，不然就用底下这个：

make CC="stage1/xgcc -Bstage1/" CFLAGS="-g -O2 -msoft-float"

13. 如果你想以叫这个编译器再编译它自己一次来测试它的话，把其他需要的
GNU 工具 (像是 GAS 或 GNU linker) 放在 `stage2' 子目录□，就像在
你之前在 `stage1' 子目录□做的一样，然後：

make stage2
make CC="stage2/xgcc -Bstage2/" CFLAGS="-g -O2"

这叫做建造第三阶段编译器。 除了 `-B' 选项，编译选项都跟你在做第二
阶段编译器时一样。但是 `LANGUAGES' 这个选项不一定要一样。上面这个
命令会做出所有支援的编译器。如果你不要全部都做，你可以用如前所述的
`LANGUAGES="LIST"' 选项指定你要的语言。

如果你不需要安装任何附加的 GNU 工具，你可能要用底下这个命令

make bootstrap LANGUAGES=LANGUAGE-LIST BOOT_CFLAGS=OPTION-LIST

而不是做 `stage1', `stage2'，并执行它们做出来的东西。

14. 然後是比较第二阶段目的档跟最後的目的档 -- 除了时间戳记 (time stamp)
之外，它们应该要一样才对。

在某些系统上，有意义的比较目的档是不可能的；它们总是显示 "不同"。
目前在 Solaris 和一些使用 ELF 目的档格式的系统上都会发生。在某些版本
的 SGI 机器上的 Irix 和 Alpha 系统上的 DEC Unix (OSF/1)，你不可能不指
定 `-save-temps' 而比较这些档案。如果你在比较上出了错，去看看上述个别
系统的说明。你在其他系统上也可能发生类似问题。

用这个命令来比较档案：

make compare

它会提到所有第二阶段和第三阶段的目的档的不同。有任何不同的话，不管是
多麽无害，都显示 GNU CC 在第二阶段把编译器做错了，所以有可能有严重
的错误。你应该检查并提出报告。(*附注：虫)

如果你的系统不会在目的档上放时间戳记，有一个比较快的方法来比较它们
(用 Bourne shell)：

for file in *.o; do
cmp $file stage2/$file
done

如果你是在 MIPS 的机器上用了 `-mno-mips-tfile' 选项，你将没办法去
比较这些档案。

15. 打 `make install' 安装编译器驱动程式，这□面包括了编译器的各个
阶段 (pass) 和执行时期支援。在 `CC', `CFLAG', `LANGUAGES' □用
跟你在做编译时用一样的值。这样做有个必需的理由是因为某些版本的
make □面有虫，会莫名其妙地重新编译档案。假如你指定了一样的变数
值，那些档案会适当地被重编译。

举例来说，假如你已经建立好第二阶段编译器，你可以用底下的命令：

make install CC="stage2/xgcc -Bstage2/" CFLAGS="-g -O" LANGUAGES="LIST"

这样做会把 `cc1',`cpp' 跟 `libgcc.a' 拷贝到
`/usr/local/lib/gcc-lib/TARGET/VERSION' 这个目录□，这个目录是编译器

驱动程式用来找这些档案的地方。TARGET 是你在执行 `configure' 时所指定的
目标机器型态，而 VERSION 是 GNU CC 的版本号码。这种命名方法是为了要
使得不同版本及/或交互编译器可以同时存在。

这样做也会把驱动程式 `xgcc' 放在 `/usr/local/bin/gcc' □面，使得它
在典型的执行搜寻路径□出现。

在某些系统上，这个命令会使得某些档案被重新编译。这通常是 `make' 的
错。你可以忽略掉这个问题，或是使用 GNU Make。

*警告* Sun 的函式库中的 `alloca' 是有错的。要避免掉这个错误，确定
你安装了用 GNU CC 所编译出来的 GNU CC 可执行档。(就是说，第二阶段
或第三阶段的可执行档，而不是第一阶段的) 它们会把 `alloca' 当成是
内建函数，而不会用到函数库中的那一个。

(通常最好是使用第二阶段或第三阶段所产生的 GNU CC 可执行档，因为一
般来说它们在执行上会比其他的编译器快)

16. 如果你要用 C++，你大概也要安装 libg++ 这套东西。它应该在你取得 GNU C
的同一个地方。由於 GNU C 没有另外的 C 执行时期函式库，所以它也不包含
C++ 执行程式库。所有的 I/O 函数、特殊类别函式库等等都包含在 libg++
□面。

 

一、GCC快速入门

　　Gcc指令的一般格式为：Gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

　　其中，目标文件可缺省，Gcc默认生成可执行的文件名为：编译文件.out

　　我们来看一下经典入门程序"Hello World！"

　　# vi hello.c

　　#include <stdlib.h>

　　#include <stdio.h>

　　void main(void)

　　{

　　printf("hello world!\r\n");

　　}

　　用gcc编译成执行程序。

　　#gcc hello.c

　　该命令将hello.c直接生成最终二进制可执行程序a.out

　　这条命令隐含执行了（1）预处理、（2）汇编、(3)编译并(4)链接形成最终的二进制可执行程序。这里未指定输出文件，默认输出为a.out。

　　如何要指定最终二进制可执行程序名，那么用-o选项来指定名称。比如需要生成执行程序hello.exe

　　那么

　　#gcc hello.c -o hello.exe

　　二、GCC的命令剖析--四步走

　　从上面我们知道GCC编译源代码生成最终可执行的二进制程序，GCC后台隐含执行了四个阶段步骤。

　　GCC编译C源码有四个步骤：

　　预处理-----> 编译 ----> 汇编 ----> 链接

　　现在我们就用GCC的命令选项来逐个剖析GCC过程。

　　1）预处理(Pre-processing)

　　在该阶段，编译器将C源代码中的包含的头文件如stdio.h编译进来，用户可以使用gcc的选项”-E”进行查看。

　　用法：#gcc -E hello.c -o hello.i

　　作用：将hello.c预处理输出hello.i文件。

　　[root]# gcc -E hello.c -o hello.i

　　[root]# ls

　　hello.c hello.i

　　[root]# vi hello.i

　　# 1 "hello.c"

　　# 1 "<built-in>"

　　# 1 "<command line>"

　　# 1 "hello.c"

　　# 1 "/usr/include/stdlib.h" 1 3

　　# 25 "/usr/include/stdlib.h" 3

　　# 1 "/usr/include/features.h" 1 3

　　# 291 "/usr/include/features.h" 3

　　# 1 "/usr/include/sys/cdefs.h" 1 3

　　# 292 "/usr/include/features.h" 2 3

　　# 314 "/usr/include/features.h" 3

　　# 1 "/usr/include/gnu/stubs.h" 1 3

　　# 315 "/usr/include/features.h" 2 3

　　# 26 "/usr/include/stdlib.h" 2 3

　　# 3 "hello.c" 2

　　void main(void)

　　{

　　printf("hello world!\r\n");

　　}

　　2)编译阶段(Compiling)

第二步进行的是编译阶段，在这个阶段中，Gcc首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等，以确定代码的实际要做的工作，在检查无误后，Gcc把代码翻译成汇编语言。用户可以使用”-S”选项来进行查看，该选项只进行编译而不进行汇编，生成汇编代码。

　　选项 -S

　　用法：[root]# gcc –S hello.i –o hello.s

　　作用：将预处理输出文件hello.i汇编成hello.s文件。

　　[root@richard hello-gcc]# ls

　　hello.c hello.i hello.s

　　如下为hello.s汇编代码

　　[root@richard hello-gcc]# vi hello.s

　　.file   "hello.c"

　　.section    .rodata

　　.LC0:

　　.string "hello world!\r\n"

　　.text

　　.globl main

　　.type   main,@function

　　main:

　　pushl   %ebp

　　movl    %esp, %ebp

　　subl    $8, %esp

　　andl    $-16, %esp

　　movl    $0, %eax

　　subl    %eax, %esp

　　subl    $12, %esp

　　pushl   $.LC0

　　call    printf

　　addl    $16, %esp

　　movl    $0, %eax

　　leave

　　ret

　　.Lfe1:

　　.size   main,.Lfe1-main

　　.ident "GCC: (GNU) 3.2.2 20030222 (Red Hat Linux 3.2.2-5)"

　　3)汇编阶段(Assembling)

　　汇编阶段是把编译阶段生成的”.s”文件转成二进制目标代码.

　　选项 -c

　　用法：[root]# gcc –c hello.s –o hello.o

　　作用：将汇编输出文件test.s编译输出test.o文件。

　　[root]# gcc -c hello.s -o hello.o

　　[root]# ls

　　hello.c hello.i hello.o hello.s

　　4）链接阶段(Link)

　　在成功编译之后，就进入了链接阶段。

　　无选项链接

　　用法：[root]# gcc hello.o –o hello.exe

　　作用：将编译输出文件hello.o链接成最终可执行文件hello.exe。

　　[root]# ls

　　hello.c hello.exe hello.i hello.o hello.s

　　运行该可执行文件，出现正确的结果如下。

　　[root@localhost Gcc]# ./hello

　　Hello World!

　　在这里涉及到一个重要的概念：函数库。

　　读者可以重新查看这个小程序，在这个程序中并没有定义”printf”的函数实现，且在预编译中包含进的”stdio.h”中也只有该函数的声明，而没有定义函数的实现，那么，是在哪里实现”printf”函数的呢？最后的答案是：系统把这些函数实现都被做到名为libc.so.6的库文件中去了，在没有特别指定时，gcc会到系统默认的搜索路径”/usr/lib”下进行查找，也就是链接到libc.so.6库函数中去，这样就能实现函数”printf” 了，而这也就是链接的作用。

　　你可以用ldd命令查看动态库加载情况：

　　[root]# ldd hello.exe

　　libc.so.6 => /lib/tls/libc.so.6 (0x42000000)

　　/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)

　　函数库一般分为静态库和动态库两种。静态库是指编译链接时，把库文件的代码全部加入到可执行文件中，因此生成的文件比较大，但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为”.a”。动态库与之相反，在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中，而是在程序执行时由运行时链接文件加载库，这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为”.so”，如前面所述的libc.so.6就是动态库。gcc在编译时默认使用动态库。