GCC编译原理与使用

介绍：

GCC 原名为 GNU C语言编译器，因为它原本只能处理 C 语言，但如今的 GCC 不仅可以编译 C、C++ 和 Objective-C，还可以通过不同的前端模块支持各种语言，包括 Java、Fortran、Ada、Pascal、Go 和 D 语言等等。

编译过程：

GCC的编译过程可以划分为四个阶段：

• 预处理（Pre-Processing）
• 编译（Compiling）
• 汇编（Assembling）
• 链接（Linking）

Linux 程序员可以根据自己的需要控制 GCC 的编译阶段，以便检查或使用编译器在该阶段的输出信息，帮助调试和优化程序。以 C 语言为例，从源文件的编译到可执行文件的运行，整个过程大致如下。

各文件后缀说明：

语法：

gcc [options] file ....

options：

• -pass-exit-codes：从一个阶段以最高错误代码退出
• --target-help：显示特定于目标的命令行选项
• -dumpspecs：显示所有内置规范字符串
• -dumpversion：显示编译器的版本
• -dumpmachine： 显示编译器的的目标处理器
• -print-search-dirs ：显示编译器配套库的名称
• -print-file-name= ：显示库  的完整路径。
• -print-prog-name= ：显示编译器组件  的完整路径。
• -print-multiarch ：显示目标的规范化 GNU 三元组，用作库路径中的一个组件。
• -print-multi-directory ：显示 libgcc 版本的根目录。
• -print-multi-lib ：显示命令行选项和多个库搜索目录之间的映射。
• -print-multi-os-directory ：显示操作系统库的相对路径。
• -print-sysroot ：显示目标库目录。
• -print-sysroot-headers-suffix ：显示用于查找标题的 sysroot 后缀。
• -Wa, ：将逗号分隔的  传递给汇编器（assembler）。
• -Wp, ：将逗号分隔的  传递给预处理器（preprocessor）。
• -Wl, ：将逗号分隔的  传递给链接器（linker）。
• -Xassembler  ：将  传递给汇编器（assembler）。
• -Xpreprocessor  ：将  传递给预处理器（preprocessor）。
• -Xlinker  ：将  传递给链接器（linker）。
• -save-temps ：不用删除中间文件。
• -save-temps= ：不用删除指定的中间文件。
• -no-canonical-prefixes ：在构建其他 gcc 组件的相对前缀时，不要规范化路径
• -pipe ：使用管道而不是中间文件。
• -time ：为每个子流程的执行计时。
• -specs= ：使用  的内容覆盖内置规范。
• -std= ：假设输入源为 。
• --sysroot= ：使用  作为头文件和库的根目录。
• -B  ：将  添加到编译器的搜索路径。
• -v ：显示编译器调用的程序。
• -E ：仅执行预处理（不要编译、汇编或链接）。
• -S ：只编译（不汇编或链接）。
• -c ：编译和汇编，但不链接。
• -o  ：指定输出文件
• -pie ：创建一个动态链接、位置无关的可执行文件。
• -I ：指定头文件的包含路径
• -L ：指定链接库的包含路径。
• -shared ：创建共享库/动态库。
• -static ：使用静态链接。

使用

示例代码

#include <stdio.h>
void foo(void);
int main(void)
{
    printf("Hello, GetIoT\n");
    foo();
    return 0;
}

• gcc 默认输出a.out

gcc hello.c

• 指定输出 文件

gcc hello.c -o hello

• 只执行预处理，输出hello.i的源文件

gcc -E hello.c -o hello.i

• 执行性预处理和编译，输出hello.s汇编文件

gcc -S hello.c #或者 gcc -S hello.i -o hello.s

• 只执行预处理，编译，汇编，输出hello.o目标文件

gcc -c hello.c #或者 gcc -c hello.i 或者 gcc -c hello.s

• 由hello.o -o hello 链接成可只执行文件

gcc hello.o -o hello

• 使用静态库

• 1. 分别创建staticFoo.c和shardFoo.c

     #include <stdio.h>
     
     void foo(void)
     {
         printf("Here is a static library\n");
     }

     #include <stdio.h>
     
     void foo(void)
     {
         printf("Here is a shard library\n");
     }

  2. 分别创建静态库和动态库

     #创建静态库
      gcc -c staticFoo.c -o staticFoo.o
      ar rcs libfoo.a staticFoo.o #ar命令将目标文件打包成一个名为libname.a的静态库文件
     #创建动态库
     gcc -fPIC -c shardFoo.c #-fPIC选项用于生成位置独立代码，这是创建动态库所需的。
     gcc -shard -o libfoo.so shardFoo.o
        

  3. 将静态库和动态库分别链接到hello.c

     
     # 动态库链接
      gcc hello.c  libfoo.so -o shardFoo
     export LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib64/
     #或者
      gcc hello.c -L. -lfoo -Wl,-rpath=`pwd` -o hello2
     rpath 即 run path，是种可以将共享库位置嵌入程序中的方法，从而不用依赖于默认位置和环境变量。这里在链接时使用 
     -Wl,-rpath=/path/to/yours 选项，-Wl 会发送以逗号分隔的选项到链接器
     #或者
     sudo cp libfoo.so /usr/lib/ #将llbfoo共享库添加到系统路径