gcc 和 makefile 的入门教程

介绍

最初的GNU C 编译器(GCC) 是由GNU 项目的创始人 Richard Stallman 开发的。理查德·斯托曼 (Richard Stallman) 于 1984 年创立了 GNU 项目，旨在创建一个完整的类 Unix 操作系统作为自由软件，以促进计算机用户和程序员之间的自由与合作。
GCC，前身为“ GNU C Compiler ”，随着时间的推移不断发展壮大以支持多种语言，例如 C ( gcc)、C++ ( g++)、Objective-C、Objective-C++、Java ( gcj)、Fortran ( gfortran)、Ada ( gnat)、Go ( gccgo)、OpenMP、Cilk Plus 和 OpenAcc。它现在被称为“ GNU 编译器集合”。GCC 的母站点是http://gcc.gnu.org/。

GCC 是所谓的“ GNU 工具链”的关键组件，用于开发应用程序和编写操作系统。

GNU 工具链

• GNU Compiler Collection (GCC)：一个支持多种语言的编译器套件，例如 C/C++ 和 Objective-C/C++。
• GNU Make：用于编译和构建应用程序的自动化工具。
• GNU Binutils：一套二进制实用工具，包括链接器和汇编器。
• GNU 调试器 (GDB)。
• GNU Autotools：一个包含 Autoconf、Autoheader、Automake 和 Libtool 的构建系统。
• GNU Bison：一个解析器生成器（类似于 lex 和 yacc）。

GCC 是可移植的，可以在许多操作平台上运行。GCC（和 GNU 工具链）目前可在所有 Unix 上使用。它们也被移植到 Windows（通过 Cygwin、MinGW 和 MinGW-W64）。GCC 也是一个交叉编译器，用于在不同平台上生成可执行文件。

gcc使用教程

查看使用说明

gcc --help 
man gcc # linux

编译过程

gcc常用参数

  -std=<standard>          Assume that the input sources are for <standard>.
  -B <directory>           Add <directory> to the compiler's search paths.
  -v                       Display the programs invoked by the compiler.
  -E                       Preprocess only; do not compile, assemble or link.
  -S                       Compile only; do not assemble or link.
  -c                       Compile and assemble, but do not link.
  -o <file>                Place the output into <file>.
  -shared                  Create a shared library.

1. 预处理

gcc -E hello.c -o hello.i

2. 编译

gcc -S hello.i -o hello.s

3. 汇编

as hello.s -o hello.o

4. 链接

ld -o hello.exe hello.o ...libraries... # library太长

常用方式

例如多文件下的工程
hello.c:

#include <stdio.h>
#include "doAdd.h"
int main()
{
    int result = 0;
    printf("using doAdd()\n");
    result = doAdd(1,1,10);
    printf("result=%d", result);
    return 0;
}

doAdd.h:

#ifndef __doAdd__
#define __doAdd__
int doAdd(int a, int b, int c);
#endif

doAdd.c:

#include "doAdd.h"
int doAdd(int a, int b, int c)
{
    int i, sum = 0;
    for(i = a; i < c; i = i+b)
    {
        sum = sum + i;
    }
    return sum;
}

一

1. 把.c的文件都预处理、编译和汇编，不进行链接

gcc -c hello.c -o hello.o
gcc -c doAdd.c -o doAdd.o

2. 链接

gcc hello.o doAdd.o -o hello.exe

二

gcc hello.c doAdd.c -o hello.exe

makefile

在大型项目，使用makefile时，编译更方便，不仅可以按照你的规则编译，而且在命令行敲命令也变得简单！

格式

target: pre-req-1 pre-req-2 …
[Tab] command1
[Tab] command2

创建以下名为“makefile”（没有任何文件扩展名）的文件，其中包含构建可执行文件的规则，并保存在与源文件相同的目录中。使用“tab”来缩进命令（不是空格）。

例子

就刚才的例子写一个makefile如下：

all: hello.exe

hello.exe: hello.o doAdd.o
	gcc hello.o doAdd.o -o hello.exe

hello.o: hello.c
	gcc -c hello.c -o hello.o

doAdd.o: doAdd.c
	gcc -c doAdd.c -o doAdd.o

.PHONY : clean # 说明clean不是一个文件，是一个伪指令
clean:
	del *.o # linux下换成rm *.o

在上面的例子中，规则“ all”有一个先决条件“ hello.exe”。make找不到文件“ hello.exe”，所以它寻找一个规则来创建它。规则“ hello.exe”有两个先决条件“ hello.o”，“doAdd.o”。同样，它们不存在，所以make寻找一个规则来创建它。规则“ hello.o”有一个先决条件“ hello.c”。make检查“ hello.c”是否存在并且它比目标（不存在）更新。它运行命令“ gcc -c hello.c -o hello.o”和“gcc -c doAdd.c -o doAdd.o”生成hello.o和doAdd.o，到了规则“ hello.exe”会运行它的命令“ gcc hello.o doAdd.o -o hello.exe”。最后，规则“ all”什么都不做。

更重要的是，如果先决条件不比目标新（文件生成日期），则不会运行该命令。换句话说，只有当目标与其先决条件相比已过时，该命令才会运行。

build

make all

清除编译过程生成的文件

make clean

自动变量

匹配规则后，由 make 设置自动变量。其中包括：

$@: 目标文件名。
$*: 不带文件扩展名的目标文件名。
$<: 第一个先决条件文件名。
$^: 所有先决条件的文件名，以空格分隔，丢弃重复项。
$+: 类似于$^，但包括重复项。
$?: 比目标更新的所有先决条件的名称，以空格分隔。

all: hello.exe 
 
# $@ 匹配目标；$< 匹配第一个依赖的(先决条件)
hello.exe: hello.o 
	gcc -o $@ $< # 或者 gcc -o hello.exe hello.o

hello.o: hello.c 
	gcc -c $< # 或者 gcc -c hello.c
     
clean: 
	rm hello.o hello.exe

隐式模式规则

Make 附带了大量的隐式模式规则。您可以通过以下命令参考规则。

make --print-data-base
# 或者
make -p

当文件过多少，我们就要使用隐式模式规则来快速编写Makefile

其他

GDB调试教程

https://blog.youkuaiyun.com/zhaobryant/article/details/51038896

错误

• windows下Mingw 找不到make命令（make.exe缺失）
• Windows下make clean指令错误的解决方案

参考

• GCC and Make, Compiling, Linking and Building
  C/C++ Applications
• GCC编译器原理三