gcc编译器

gcc编译器

gcc作为linux平台下的标准C编译器，功能强大；

gcc test1.c

注：旧版本gcc编译器编译时会出现警告信息，最新版本gcc4.4默认不会提示，加-Wall参数后会提示警告信息，gcc仍能完成编译程序；编译完成之后gcc会创建一个可执行文件 a.out，并执行；

./a.out

使用选项-o来改变编译后的文件名，如

gcc -o test1 test1.c 

./test1

gcc选项概述

gcc命令完整格式：

gcc [options] [filename]

命令行按编译选项（参数）指定的操作对给定的文件（filename）进行编译处理。在 gcc后面可有多个编译选项，同时进行多个编译操作。

选项	描述
-x language	C 、C++、汇编
-c	只编译和汇编，不连接
-S	编译，不汇编和连接
-E	预处理，不编译、汇编、连接
-o file1 file2	将file2编译成可执行文件file1
-L library	指定所使用的库文件
-I directory	include文件搜索指定目录
-w	禁止警告信息
-Wall	显示附加警告信息
-g	显示排错信息以便于调试
-pg	产生gprof所需信息
-p	产生prof所需信息
-O	优化编译出的代码
-O2	进行比-O高级一级的优化
-O3	产生更高级的优化
-v	显示gcc版本
-m***	优化不同的微处理器
-pedantic	严格要求符合ANSI标准

选项使用介绍

-c

gcc只把源码（.c）编译成目标代码（.o），跳过连接一步；能使编译多个C程序时的速度更快且更加容易管理，此选项默认时，gcc建立目标代码文件只有一个.o的扩展名。

gcc -c test.c

-S

gcc在C程序文件产生了汇编语言文件后停止编译，汇编语言文件的默认扩展名为.s

gcc -S test.c

-E

指示编译器只对输入的文件进行预处理，且预处理的输出将被送到标准输出而不是存储在文件里。

-v

得到gcc版本相关信息，确定所用的是ELF还是a.out

两者都是二进制格式，ELF格式增长的灵活性超过了a.out，而且ELF格式设置共享程序库上拥有更大的便利性。

-m***
它是一类优化编译的选项，其中***代表的是用户所用的中央处理器的型号，如-m486告诉gcc把正在编译的程序视作转为486微处理器所编写的，当它和用户机器的中央处理器型号正好匹配时，将可取得最佳的优化效果。

调试标记

使用调试符号来编译程序，gcc在目标文件（.o）和创建可执行文件中插入额外信息，使得gdb能够判断编译过的代码和程序源码之间的关系，没有该信息gdb将无法判断源程序中的哪行代码在被执行。在默认情况下，调试符号不会编译到程序中，这会增大可执行文件的体积，调试之后，不用重新编译程序。

调试符号的使用可能与优化不兼容，两者混用，可能导致调试的混乱和失败。在编译一段写好的代码时，尽量避免使用-o选项和优化开关-f选项。可使用gcc的-g选项来产生调试符号，是一个默认的选项：

gcc -g -Wall -o test test.c

使用gdb调试器，ggdb3告诉gcc，使用gdb的扩展产生调试符号。其中“3”表示使用三级（最高级）调试信息，命令

gcc -ggdb3 -Wall -o test test.c

调试符号示例

#include <stdio.h>
int main(void){
  int input = 0;
  printf("Enter an integer: ");
  scanf("%d",&input);
  printf("Twice the number you supplied is %d\n", 2*input);
  return 0;
}

编译程序

gcc -Wall -o test2 test2.c

./test2

得到如下输出：

Enter an integer:5
Segmentation fault

使用调试符号来编译他

gcc -ggdb3 -Wall -o test2 test2.c

编译允许使用储存信息，可在bash中使用如下命令来指定core文件大小的最大值，该命令表示无大小限制。

ulimit -c unlinmited

得到输出

Enter an integer:5
Segmentation fault（core dumped）

输出错误相同，多了一个core.***文件，****为进程编号（编译后的程序都是被装载到进程中执行的），该文件告诉你到底错在哪。

将加载程序和core文件到gdb分析

gdb test2 core.***

program teminated with signal 11,Segmentation fault.
[New process 9868]
#0 0x004cb1c0 in_IO_vfscanf_internal () form /lib/libc.so.6
(gdb)

进入gdb调试环境，输入run或者r命令，回车，程序开始在调试状态下运行：

(gdb) r
Starting program： /../../test2
Enter an integer:5

分析会得到一段输出：

program teminated with signal 11,Segmentation fault.
[New process 9868]
#0 0x004cb1c0 in_IO_vfscanf_internal () form /lib/libc.so.6
(gdb)

从上面可知，错误发生在调用scanf（IO_vfscanf_internal（））时，程序是因为段错误而导致崩溃，说明内存操作出了问题。

更加详尽的信息，使用以下语句：

(gdb) bt

得到如下输出：

#0 0x004cb1c0 in_IO_vfscanf_internal () form /lib/libc.so.6
#1
#2 0x0804842b in main() at test2.c:7
(gdb)

前两句是由C函数库来完成， 跳过这两句。由第三局知道程序test2.c的第6行出现错误。找到出错原因，改正，重新编译。

gcc优化代码

优化是现代C编译器的一个最令人心动的特性。优化时编译器的一部分，它可以检查和组合编译器生成的代码，指出未达到最优的部分，重新生成它们，从而使用户编写的程序更加完美且节省空间。gcc拥有强大且是可配置的优化器，从而能够对程序进行优化处理。

使用高级gcc选项

管理大型项目

C为程序员提供一个一种把文件分开的方法，通过使用分离的C模块、函数或被包含在不同的被编译过的.c文件里的数据，把工程分成符合逻辑的不同部分。

假定程序3个模块，分为test2_1.c，test2_2.c，test2_3.c,可使用以下方法 编译整个程序：

gcc -Wall -o program test2_1.c test2_2.c test2_3.c

gcc将编译每个.c文件，并把它们连接起来称为一个可执行文件，若内容稍有改动，需要重新编译全部程序；

将编译分成独立的步骤，先编译每一程序，使用gcc的-c选项，程序生成一个.o文件，该.o文件只包含一个.c文件的内容，不是最终的可执行文件。

gcc -Wall -c -o  test2_1.o test2_1.c 
gcc -Wall -c -o  test2_2.o test2_2.c 
gcc -Wall -c -o  test2_3.o test2_3.c 

最后使用命令将3个.o文件生成一个可执行文件

gcc -o program test2_1.o test2_2.o test2_3.o

改动模块代码，不用重新编译另外两个文件，只要重新编译所改动的文件并且重新连接即可。

gcc -Wall -c -o test2_1.o test2_1.c
gcc -o program test2_1.o  test2_2.o  test2_3.o

在一个包含几百个甚至更多的文件的工程中，方法更加便利，但操作显得有些复杂。

指定查找路径

  当用户建立一个项目时，gcc将使用默认的路径，去查找和使用头文件和库文件，如在编写一个程序时，需要 在查询路径下添加一个目录，使链接器可以找到程序所需的库；编译程序时，需要查找所需的文件下，可使用-I和-L选项。

当编译程序所包含一个文件zw.h，不在默认查询目录下，

gcc -Wall -I/usr/include/zw -o test test.c

预处理就能找到程序所需要的zw.h文件

当连接X11库时，使用相同的方法处理库路径，但注意告诉链接器库的名字，命令：

gcc -L/usr/X11R6/lib -Wall test test.c -1X11

连接库

在程序中连接库，可使用-l选项，该库可为静态，或共享的。该选项只能在编译中连接的最后阶段才能指定（前面要修改Makefile文件，使它在链接的最后阶段包含库），它把所有的.o文件连接起来，若连接数学库

gcc -o test test3a.o  test3b.o  test3c.o -lm

可直接把.c源文件编译成最终的可执行问价，命令如下：

gcc -Wall -o test test.c -lm

使用管道

管道实现的是使管道前的输出成为管道后的输入。通过使用管道，可同时调用多个程序，一个程序的输出作为输入直接送给另外一个程序，而且还可以一直连续下去，不需要临时文件。

管道编译过程由gcc的-pipe选项决定，使用这个选项，gcc能建立适当的管道，如下

gcc -pipe -Wall -O3 test test.c

当编译大程序时，可节省时间。

gcc编译流程

C预处理器cpp

用来完成宏的求值，条件编译以及其他一些需要在代码传递到编译器前完成的工作。一般"#"号后面的语句由cpp来进行处理，来看下面一段代码

#define FOO (5*2)
...
printf("%d\n",FOO*2);
...

经过cpp预处理后，代码变成下面的形式：

printf("%d\n",(5*2)*2);

cpp：解释宏、处理包含文件、处理#if和#ifdef声明，还有其他以#开头的标志。命令行中使用gcc -E调用cpp，通常gcc会自动调用cpp；

GUN链接器Ld

编写一个较大的程序时，经常把它分成许多独立的模块，需要连接器把所有的模块组合起来，并结合C函数库和初始化代码，产生可执行文件。

通常情况下，ld被编译器gcc所调用，产生可执行代码，但是若想要更好地控制连接过程，最好手工调用ld。

GUN汇编器as

使用gcc编译程序时，产生汇编代码，as会处理这些汇编代码，从而产生目标文件（二进制文件），而目标文件将生成.o文件、库或者最终的可执行文件。as像前两项一样，通常情况下是被gcc调用，但是要使用汇编语言编写程序，可手动调用。

文件处理器ar

可使用ar程序建立静态库，把几个小文件组合成一个大文件。建立静态库时，必须把多个.o文件组合成一个单独的.a文件。

库显示ldd

一个可执行文件可能要使用一些共享库，可通过ldd工具显示它们，ldd是Libaray  Dependency Display的缩写。

ldd ./test

其他编译调试工具

C++编译器g++

GUNC++编译器g++和C编译器gcc的格式相同，完成的工作也是一样的。gcc也可编译C++代码，但是需要手动设置一些特殊选项，易出错。

g++所使用选项和gcc一样，为了区别C代码，对C++代码常使用.cxx扩展名；

g++ [-opations] [filename]

EGCS 

它集成了FORTRAN等编译器，集成了对gcc的各种改进和pgcc对Pentium的一些优化；

calls

它用来调用gcc 的预处理器处理源程序文件，输出该文件里的函数调用树图。打印调用跟踪结果时，在函数后面用中括号给出函数所在文件的文件名。

main [test.c]

indent

设置indent选项可以指定如何格式化写好的源代码，使源代码产生统一的缩进格式；

gprof

将告诉程序中的每个函数被调用的次数和每个函数执行所占的时间。在编译程序是加上-pg选项，可在程序中使用gprof，它在程序每次执行时产生一个叫gmon.out的文件，gprof就使用这个文件剖析信息。

gprof <filename>

注：gprof产生的剖析数据很大，若想查看该数据，最好把输出重定向到一个文件中。

f2c和p2c

前者将FORTRAN代码转换成C代码，后者把Pascal代码转换成C代码。一般转换小程序可直接使用它们，不许用到命令选项。

g++

多文件编译

asd

-bash-4.2$ ls
client.cpp  client.h  client_test.cpp
-bash-4.2$ g++ -c client.cpp

源文件

//client.h
//使用编译处理指令 为了避免头文件重复包含， 
#ifndef CLIENT_H
#define CLIENT_H

class Client{
private:
	static char ServerName;
	static int ClientNum;
public:
	static void ChangeServerName(char name);
	static int getClinetNum();
};
#endif  //CLIENT_H

//client.cpp
#include<iostream>
#include "client.h"
using namespace std;

void Client::ChangeServerName(char name){
	Client::ServerName = name;		//静态数据成员引用，注意加上“类名::”来修饰 
	Client::ClientNum++;
}

int Clinet::getClinetNum(){
	return Client::ClientNum;
}

//client_test.cpp
#include<iostream>
#include "client.h"
using namespace std;

int Client::ClientNum = 0;
char Client::ServerName = 'a';

int main(){
	Clinet c1;
	c1.ChangeServerName('a');
	cout<<c1.getClinetNum()<<endl;
} 

编译

-bash-4.2$ g++ -c client.cpp
In file included from client.cpp:1:0:
client.h: In function ‘void ChangeServerName(char)’:
client.h:5:21: error: ‘char Client::ServerName’ is private
         static char ServerName;

类的声明在头文件client.h，在client.cpp中添加了头文件之后，编译显示ChangeServerName（）函数中使用私有成员？

在client.cpp中添加以下代码，通过编译，？

#include<iostream>
using namespace std;

将源文件.cpp编译成目标文件.o

-bash-4.2$ g++ -c client_test.cpp

编译主函数代码

-bash-4.2$ g++ -c client_test.cpp

将多个目标文件.o链接成可执行文件.out

-bash-4.2$ sudo g++ -o client_test client.o client_test.o -lm

执行可执行文件client_test

-bash-4.2$ ./client_test 
1
-bash-4.2$ 

gcc与g++区别

 

Makefile