學習交流加

• 個人qq：
  1126137994
• 個人微信：
  liu1126137994
• 學習交流資源分享qq群：
  962535112

文章目錄

• 1、GCC與gcc
• 2、gcc的幕后工作
• 3、實用的gcc選項
• • 3.1、預處理選項-解決宏錯誤
  • 3.2、-S參數-輔助編寫匯編程序的好方法
  • 3.3、獲取系統頭文件路徑
  • 3.4、產生映射文件
  • 3.5、通過選項定義宏
  • 3.6、生成依賴關系
  • 3.7、指定鏈接庫
• 4、總結

前面的四篇文章終于把處理器系列學完了（點擊查看上一篇文章：高速緩存與TLB）。收獲很大！！！ 接下來就該學習底層軟件部分知識。今天學習gcc的基本概念與簡單用法。

1、GCC與gcc

• GCC （GNU Compiler Collection）

  • GNU 編譯器集合，包含眾多語言的編譯器，包括C,C++,Java等等
  • GCC多用于嵌入式操作系統的編譯，如Linux，VxWorks，Android等等

• gcc 單指GCC中的C語言編譯器

  • gcc 多用于內核開發以及少數應用程序開發

2、gcc的幕后工作

想了解更多更詳細的關于編譯鏈接深層次內容，請閱讀書籍《CSAPP》第7章與《程序員的自我修養》，因為這里我的學習記錄只記錄結果與常用的幾個編譯方法。

我們先來看一個簡單的程序：

test.c源程序：

#include <stdio.h> #include "func.h"int g_global = 0; int g_test = 1;int main(int argc, char *argv[]) {func();printf("&g_global = %p\n", &g_global);printf("&g_test = %p\n", &g_test);printf("&func = %p\n", &func);printf("&main = %p\n", &main);return 0; }

func.h頭文件：

#include <stdio.h>void func() { #ifdef TESTprintf("TEST = %s\n", TEST); #endifreturn; }

在Linux下使用gcc進行編譯：

gcc test.c -o test

然后運行：

./test

結果如下：

&g_global = 0x804a020 &g_test = 0x804a014 &func = 0x80483c4 &main = 0x80483c9

很明顯，上述程序很簡單，大一的新生都知道為什么。但是今天我們不是學習這個程序的，而是想要了解，運行 gcc test.c -o test 這個命令后，是如何一步一步生成可執行文件test的。

實際上，上述C程序從源文件到二進制可執行文件，有以下四個步驟：

預處理 cpp

C編譯 cc

匯編 as

鏈接 ld

大概編譯一個源程序為二進制文件的過程如下圖所示：

當然，上面沒有列出鏈接器，在生成file.o后，還需要將file.o與系統的庫文件進行鏈接，生成最終的可執行文件。

從而，我們就知道了，gcc其實內部包含了預處理器，編譯器，匯編器，鏈接器這四部分。

這四部分這里只是來簡單介紹一下（網上一大堆，本文側重點不在此）：

• 預處理器：預處理，將源程序的宏定義與帶‘#’的部分展開
• 編譯器：將預處理后得到的文件進行第一次編譯得到對應的匯編源程序
• 匯編器：將第二步得到的匯編源程序進行第二次編譯即匯編，得到二進制文件（可重定位文件）
• 鏈接器：將可重定位文件與相應的庫進行鏈接生成最終的可執行文件

3、實用的gcc選項

本文的重點來了，上述的內容過于簡單，而本節的內容雖然不難，但是并不被大多數人所了解，所以是本文的重點學習記錄。

下面將要學習的gcc選項，在工作中具有很強的實用性。

3.1、預處理選項-解決宏錯誤

gcc -E file.c -o file.i

實用上述編譯選項 -E 可以得到預處理后的文件，有時候我們在程序中定義的宏可能有錯誤，而這種錯誤又很難找，此時如果能得預處理后的文件，就可以方便定位錯誤。

3.2、-S參數-輔助編寫匯編程序的好方法

寫匯編程序很難，但是如果先寫成C語言，再將這個C語言轉化成匯編語言，就會很簡單。gcc編譯工具中，-S選項，可以達到這個目的。比如以下程序：
foo.c程序：

#include <stdio.h>void foo(){printf("This is foo().\n"); }

我們使用如下命令進行編譯：

gcc -S -O2 foo.c -o foo.s

將會生成一個foo.c相同作用的匯編程序foo.s，如下：

.file "foo.c".section .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1 .LC0:.string "This is foo().\n".text.p2align 4,,15 .globl foo.type foo, @function foo:pushl %ebpmovl %esp, %ebpsubl $24, %espmovl $.LC0, 4(%esp)movl $1, (%esp)call __printf_chkleaveret.size foo, .-foo.ident "GCC: (Ubuntu/Linaro 4.4.4-14ubuntu5.1) 4.4.5".section .note.GNU-stack,"",@progbits

使用-S 參數時，我們可以根據需要使用-O優化選項。從foo.s的內容可以看出，“This is foo().\n” 這個字符串是放在.rodata段的。看來獲取C程序對應的匯編代碼，對C語言實現方面的細節，也有所幫助。

3.3、獲取系統頭文件路徑

gcc -v file.c

獲取file.c使用的系統頭文件的位置

3.4、產生映射文件

如果我們想要知道程序中各個符號的內存布局的信息，可以使用如下命令：

gcc -Wl,-Map=file.map file.c -o file

3.5、通過選項定義宏

有時候程序中需要的某一個常量會依賴工作環境的不同而改變，這個時候，我們可以將這個常量定義為宏，但是這樣，我們還是需要每次都在源程序中將宏的值改變，這也很麻煩，此時就可以利用編譯選項 -D，在編譯的命令行進行宏定義。

還有就是程序中或許會存在下屬這樣的代碼：
test.c程序：

#include <stdio.h> #include "func.h"int g_global = 0; int g_test = 1;int main(int argc, char *argv[]) {func();printf("&g_global = %p\n", &g_global);printf("&g_test = %p\n", &g_test);printf("&func = %p\n", &func);printf("&main = %p\n", &main);return 0; }

test.h頭文件：

#include <stdio.h>void func() { #ifdef TESTprintf("TEST = %s\n", TEST); #endifreturn; }

在頭文件中，有一處定義 # ifdef TEST …

很明顯，上面的兩個文件，都沒有定義這個TEST，所以程序運行結果如下：

&g_global = 0x804a020&g_test = 0x804a014&func = 0x80483c4&main = 0x80483c9

但是可能在某個場合，又必須要使用TEST定義，那么此時，我們肯定不愿意在程序中改來改去，此時就利用編譯器的 -D選項，來定義這個TEST。如下編譯命令：

gcc -D'TEST="test" ' test.c -o test

運行程序后，結果如下：

TEST = test &g_global = 0x804a020 &g_test = 0x804a014 &func = 0x80483c4 &main = 0x80483e1

3.6、生成依賴關系

大多數人應該知道make，如果不知道也沒有關系。
在makefile中，make需要通過依賴關系來決定，每次構建時哪些文件需要重新編譯。使用gcc的-M選項，可以得到make所需要的源文件的依賴關系。-MM選項可以讓gcc生成不包含系統文件的依賴關系。

比如有如下源文件：
main.c源文件（main.h與foo.c的內容是什么都行）

#include <stdio.h> #include "main.h" #include "foo.c"int main(){printf("Hello world!\n");return 0; }

對其進行如下編譯

gcc -M main.c

將得到如下輸出：

可以看到，這句是make所需要的main.c的依賴關系。

如果使用如下命令的話：

gcc -MM main.c

將得到如下輸出：

結果顯而易見！！！

3.7、指定鏈接庫

當一個可執行程序的生成，需要使用其他庫時，需要在鏈接時加以指定。這就需要用到gcc 的-l與-L選項。

假設一個程序叫做main.c，它編譯成可執行程序不光需要系統的標準庫，還需要一個庫：libfoo.a 且這個libfoo.a與main.c在同一個目錄，那么在編譯main.c時，需要以下命令：

gcc -o main -L. main.c -lfoo

注意：

• -L告訴gcc編譯器，當前可以從哪個目錄查找庫文件，此處-L后面跟了一個**點‘.’**表示當前目錄。
• -l選項，告訴編譯器需要連接的庫名。這里并沒有寫“lib”前綴和“.a后綴”。-lfoo就是代表指定libfoo.a庫參與鏈接。

更加詳細的內容參考《程序員的自我修養》

4、總結

今天學習了gcc的簡單概念，與gcc的常用的參數選項。

本文章參考狄泰軟件學院相關課程與《專業嵌入式軟件》第4章的內容內容
想學習的可以加狄泰軟件學院群，
群聊號碼：199546072

學習探討加個人：
qq：1126137994
微信：liu1126137994

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【软件开发底层知识修炼】五 gcc-C语言编译器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。