GCC使用入門（一）(1)

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Linux編程起步 GCC基本用法

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詳解GCC的下載和安裝

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一、GCC簡介

通常所說的GCC是GUN Compiler Collection的簡稱，除了編譯程序之外，它還含其他相關(guān)工具，所以它能把易于人類使用的高級語言編寫的源代碼構(gòu)建成計算機能夠直接執(zhí)行的二進制代碼。GCC是Linux平臺下最常用的編譯程序，它是Linux平臺編譯器的事實標準。同時，在Linux平臺下的嵌入式開發(fā)領(lǐng)域，GCC也是用得最普遍的一種編譯器。GCC之所以被廣泛采用，是因為它能支持各種不同的目標體系結(jié)構(gòu)。例如，它既支持基于宿主的開發(fā)（簡單講就是要為某平臺編譯程序，就在該平臺上編譯），也支持交叉編譯（即在A平臺上編譯的程序是供平臺B使用的）。目前，GCC支持的體系結(jié)構(gòu)有四十余種，常見的有X86系列、Arm、PowerPC等。同時，GCC還能運行在不同的操作系統(tǒng)上，如Linux、Solaris、Windows等。

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	·Linux編程起步 GCC基本用法

除了上面講的之外，GCC除了支持C語言外，還支持多種其他語言，例如C++、Ada、Java、Objective-C、FORTRAN、Pascal等。

本系列文章中，我們不僅介紹GCC的基本功能，還涉及到一些諸如優(yōu)化之類的高級功能。另外，我們還考察GCC的一些映像操作工具，如size和objcopy等，這將在后續(xù)的文章中加以介紹。

二、程序的編譯過程

對于GUN編譯器來說，程序的編譯要經(jīng)歷預(yù)處理、編譯、匯編、連接四個階段，如下圖所示：

?????

從功能上分，預(yù)處理、編譯、匯編是三個不同的階段，但GCC的實際操作上，它可以把這三個步驟合并為一個步驟來執(zhí)行。下面我們以C語言為例來談一下不同階段的輸入和輸出情況。

在預(yù)處理階段，輸入的是C語言的源文件，通常為*.c。它們通常帶有.h之類頭文件的包含文件。這個階段主要處理源文件中的#ifdef、 #include和#define命令。該階段會生成一個中間文件*.i，但實際工作中通常不用專門生成這種文件，因為基本上用不到；若非要生成這種文件不可，可以利用下面的示例命令：

gcc -E? test.c -o test.i

在編譯階段，輸入的是中間文件*.i，編譯后生成匯編語言文件*.s 。這個階段對應(yīng)的GCC命令如下所示：

GCC -S test.i -o test.s

在匯編階段，將輸入的匯編文件*.s轉(zhuǎn)換成機器語言*.o。這個階段對應(yīng)的GCC命令如下所示：

GCC -c test.s -o test.o

最后，在連接階段將輸入的機器代碼文件*.s（與其它的機器代碼文件和庫文件）匯集成一個可執(zhí)行的二進制代碼文件。這一步驟，可以利用下面的示例命令完成：

GCC test.o -o test

上面介紹了GCC編譯過程的四個階段以及相應(yīng)的命令。下面我們進一步介紹常用的GCC的模式。

三、GCC常用模式

這里介紹GCC追常用的兩種模式：編譯模式和編譯連接模式。下面以一個例子來說明各種模式的使用方法。為簡單起見，假設(shè)我們?nèi)康脑创a都在一個文件test.c中，要想把這個源文件直接編譯成可執(zhí)行程序，可以使用以下命令：

$ GCC -o test

這里test.c是源文件，生成的可執(zhí)行代碼存放在一個名為test 的文件中（該文件是機器代碼并且可執(zhí)行）。-o 是生成可執(zhí)行文件的輸出選項。如果我們只想讓源文件生成目標文件（給文件雖然也是機器代碼但不可執(zhí)行），可以使用標記-c ，詳細命令如下所示：

$ GCC -c test.c

默認情況下，生成的目標文件被命名為test.o，但我們也可以為輸出文件指定名稱，如下所示：

$ GCC -c test.c -o

上面這條命令將編譯后的目標文件命名為mytest.o，而不是默認的test.o。

迄今為止，我們談?wù)摰某绦騼H涉及到一個源文件；現(xiàn)實中，一個程序的源代碼通常包含在多個源文件之中，這該怎么辦？沒關(guān)系，即使這樣，用GCC處理起來也并不復(fù)雜，見下例：

$ GCC -o test? first.c second.c third.c

該命令將同時編譯三個源文件，即first.c、second.c和 third.c，然后將它們連接成一個可執(zhí)行程序，名為test。

GCC使用入門（一）(2)

需要注意的是，要生成可執(zhí)行程序時，一個程序無論有有一個源文件還是多個源文件，所有被編譯和連接的源文件中必須有且僅有一個main函數(shù)，因為main函數(shù)是該程序的入口點（換句話說，當系統(tǒng)調(diào)用該程序時，首先將控制權(quán)授予程序的main函數(shù)）。但如果僅僅是把源文件編譯成目標文件的時候，因為不會進行連接，所以main函數(shù)不是必需的。

四、常用選項

許多情況下，頭文件和源文件會單獨存放在不同的目錄中。例如，假設(shè)存放源文件的子目錄名為./src，而包含文件則放在層次的其他目錄下，如./inc。當我們在./src 目錄下進行編譯工作時，如何告訴GCC到哪里找頭文件呢？方法如下所示：

$ gcc test.c –I../inc -o test

上面的命令告訴GCC包含文件存放在./inc 目錄下，在當前目錄的上一級。如果在編譯時需要的包含文件存放在多個目錄下，可以使用多個-I 來指定各個目錄：

$ gcc test.c –I../inc –I../../inc2 -o test

這里指出了另一個包含子目錄inc2，較之前目錄它還要在再上兩級才能找到。

另外，我們還可以在編譯命令行中定義符號常量。為此，我們可以簡單的在命令行中使用-D選項即可，如下例所示：

$ gcc -DTEST_CONFIGURATION test.c -o test

上面的命令與在源文件中加入下列命令是等效的：

#define TEST_CONFIGURATION

在編譯命令行中定義符號常量的好處是，不必修改源文件就能改變由符號常量控制的行為。

五、警告功能

當GCC在編譯過程中檢查出錯誤的話，它就會中止編譯；但檢測到警告時卻能繼續(xù)編譯生成可執(zhí)行程序，因為警告只是針對程序結(jié)構(gòu)的診斷信息，它不能說明程序一定有錯誤，而是存在風(fēng)險，或者可能存在錯誤。雖然GCC提供了非常豐富的警告，但前提是你已經(jīng)啟用了它們，否則它不會報告這些檢測到的警告。

在眾多的警告選項之中，最常用的就是-Wall選項。該選項能發(fā)現(xiàn)程序中一系列的常見錯誤警告，該選項用法舉例如下：

$ gcc -Wall test.c -o test

該選項相當于同時使用了下列所有的選項：

◆unused-function：遇到僅聲明過但尚未定義的靜態(tài)函數(shù)時發(fā)出警告。
◆unused-label：遇到聲明過但不使用的標號的警告。
◆unused-parameter：從未用過的函數(shù)參數(shù)的警告。
◆unused-variable：在本地聲明但從未用過的變量的警告。
◆unused-value：僅計算但從未用過的值得警告。
◆Format：檢查對printf和scanf等函數(shù)的調(diào)用，確認各個參數(shù)類型和格式串中的一致。
◆implicit-int：警告沒有規(guī)定類型的聲明。
◆implicit-function-：在函數(shù)在未經(jīng)聲明就使用時給予警告。
◆char-subscripts：警告把char類型作為數(shù)組下標。這是常見錯誤，程序員經(jīng)常忘記在某些機器上char有符號。
◆missing-braces：聚合初始化兩邊缺少大括號。
◆Parentheses：在某些情況下如果忽略了括號，編譯器就發(fā)出警告。
◆return-type：如果函數(shù)定義了返回類型，而默認類型是int型，編譯器就發(fā)出警告。同時警告那些不帶返回值的 return語句，如果他們所屬的函數(shù)并非void類型。
◆sequence-point：出現(xiàn)可疑的代碼元素時，發(fā)出報警。
◆Switch：如果某條switch語句的參數(shù)屬于枚舉類型，但是沒有對應(yīng)的case語句使用枚舉元素，編譯器就發(fā)出警告（在switch語句中使用default分支能夠防止這個警告）。超出枚舉范圍的case語句同樣會導(dǎo)致這個警告。
◆strict-aliasing：對變量別名進行最嚴格的檢查。
◆unknown-pragmas：使用了不允許的#pragma。
◆Uninitialized：在初始化之前就使用自動變量。

需要注意的是，各警告選項既然能使之生效，當然也能使之關(guān)閉。比如假設(shè)我們想要使用-Wall來啟用個選項，同時又要關(guān)閉unused警告，利益通過下面的命令來達到目的：

$ gcc -Wall -Wno-unused test.c -o test

下面是使用-Wall選項的時候沒有生效的一些警告項：

◆cast-align：一旦某個指針類型強制轉(zhuǎn)換時，會導(dǎo)致目標所需的地址對齊邊界擴展，編譯器就發(fā)出警告。例如，某些機器上只能在2或4字節(jié)邊界上訪問整數(shù)，如果在這種機型上把char *強制轉(zhuǎn)換成int *類型， 編譯器就發(fā)出警告。
◆sign-compare：將有符號類型和無符號類型數(shù)據(jù)進行比較時發(fā)出警告。
◆missing-prototypes ：如果沒有預(yù)先聲明函數(shù)原形就定義了全局函數(shù)，編譯器就發(fā)出警告。即使函數(shù)定義自身提供了函數(shù)原形也會產(chǎn)生這個警告。這樣做的目的是檢查沒有在頭文件中聲明的全局函數(shù)。
◆Packed：當結(jié)構(gòu)體帶有packed屬性但實際并沒有出現(xiàn)緊縮式給出警告。
◆Padded：如果結(jié)構(gòu)體通過充填進行對齊則給出警告。
◆unreachable-code：如果發(fā)現(xiàn)從未執(zhí)行的代碼時給出警告。
◆Inline：如果某函數(shù)不能內(nèi)嵌（inline），無論是聲明為inline或者是指定了-finline-functions 選項，編譯器都將發(fā)出警告。?
◆disabled-optimization：當需要太長時間或過多資源而導(dǎo)致不能完成某項優(yōu)化時給出警告。

上面是使用-Wall選項時沒有生效，但又比較常用的一些警告選項。本文中要介紹的最后一個常用警告選項是-Werror。使用該選項后，GCC發(fā)現(xiàn)可疑之處時不會簡單的發(fā)出警告就算完事，而是將警告作為一個錯誤而中斷編譯過程。該選項在希望得到高質(zhì)量代碼時非常有用。

六、小結(jié)

本文介紹了GCC的基本編譯過程和編譯模式，并詳細闡述了GCC的一些常用選項以及警告功能。這些是在利用GCC進行應(yīng)用編程時最基本也最常用的一些內(nèi)容，我們會在后續(xù)文章中繼續(xù)介紹GCC的調(diào)試和優(yōu)化技術(shù)。

Linux編程起步 GCC基本用法

初學(xué)時最好從命令行入手，這樣可以熟悉從編寫程序、編譯、調(diào)試和執(zhí)行的整個過程。編寫程序可以用vi或其它編輯器編寫。編譯則使用GCC命令。要往下學(xué)習(xí)首先就得熟悉GCC命令的用法。

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初學(xué)時最好從命令行入手，這樣可以熟悉從編寫程序、編譯、調(diào)試和執(zhí)行的整個過程。編寫程序可以用vi或其它編輯器編寫。編譯則使用GCC命令。要往下學(xué)習(xí)首先就得熟悉GCC命令的用法。

GCC命令提供了非常多的命令選項，但并不是所有都要熟悉，初學(xué)時掌握幾個常用的就可以了，到后面再慢慢學(xué)習(xí)其它選項，免得因選項太多而打擊了學(xué)習(xí)的信心。

一. 常用編譯命令選項

假設(shè)源程序文件名為test.c。

1. 無選項編譯鏈接
用法：#gcc test.c
作用：將test.c預(yù)處理、匯編、編譯并鏈接形成可執(zhí)行文件。這里未指定輸出文件，默認輸出為a.out。

2. 選項 -o
用法：#gcc test.c -o test
作用：將test.c預(yù)處理、匯編、編譯并鏈接形成可執(zhí)行文件test。-o選項用來指定輸出文件的文件名。

3. 選項 -E
用法：#gcc -E test.c -o test.i
作用：將test.c預(yù)處理輸出test.i文件。

4. 選項 -S
用法：#gcc -S test.i
作用：將預(yù)處理輸出文件test.i匯編成test.s文件。

5. 選項 -c
用法：#gcc -c test.s
作用：將匯編輸出文件test.s編譯輸出test.o文件。

6. 無選項鏈接
用法：#gcc test.o -o test
作用：將編譯輸出文件test.o鏈接成最終可執(zhí)行文件test。

7. 選項-O
用法：#gcc -O1 test.c -o test
作用：使用編譯優(yōu)化級別1編譯程序。級別為1~3，級別越大優(yōu)化效果越好，但編譯時間越長。

二. 多源文件的編譯方法

如果有多個源文件，基本上有兩種編譯方法：
[假設(shè)有兩個源文件為test.c和testfun.c]

1. 多個文件一起編譯
用法：#gcc testfun.c test.c -o test
作用：將testfun.c和test.c分別編譯后鏈接成test可執(zhí)行文件。

2. 分別編譯各個源文件，之后對編譯后輸出的目標文件鏈接。
用法：
#gcc -c testfun.c //將testfun.c編譯成testfun.o
#gcc -c test.c?? //將test.c編譯成test.o
#gcc -o testfun.o test.o -o test //將testfun.o和test.o鏈接成test

以上兩種方法相比較，第一中方法編譯時需要所有文件重新編譯，而第二種方法可以只重新編譯修改的文件，未修改的文件不用重新編譯。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux编程起步 GCC基本用法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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