Linux-Gcc簡介GCC使用說明手冊課件

1、Linux Gcc簡介第1頁，共17頁。目錄主要議題:什么是Gccgcc所遵循的部分約定規(guī)則 Gcc的執(zhí)行過程 Gcc的基本用法和選項 小實例Gcc的錯誤類型及對策 C語法錯誤 頭文件錯誤 檔案庫錯誤 未定義符號 第2頁，共17頁。什么是Gcc什么是GccLinux系統(tǒng)下的Gcc（GNU C Compiler）是GNU推出的功能強大、性能優(yōu)越的多平臺編譯器，是GNU的代表作品之一。gcc是可以在多種硬體平臺上編譯出可執(zhí)行程序的超級編譯器，其執(zhí)行效率與一般的編譯器相比平均效率要高20%30%。 Gcc編譯器能將C、C+語言源程序、匯程式化序和目標程序編譯、連接成可執(zhí)行文件，如果沒有給出可執(zhí)行文件

2、的名字，gcc將生成一個名為a.out的文件。在Linux系統(tǒng)中，可執(zhí)行文件沒有統(tǒng)一的后綴，系統(tǒng)從文件的屬性來區(qū)分可執(zhí)行文件和不可執(zhí)行文件。 第3頁，共17頁。gcc所遵循的部分約定規(guī)則gcc所遵循的部分約定規(guī)則前面提到便宜的后綴問題,而gcc則通過后綴來區(qū)別輸入文件的類別，下面我們來介紹gcc所遵循的部分約定規(guī)則。 .c為后綴的文件，C語言源代碼文件； .a為后綴的文件，是由目標文件構(gòu)成的檔案庫文件； .C，.cc或.cxx 為后綴的文件，是C+源代碼文件； .h為后綴的文件，是程序所包含的頭文件； .i 為后綴的文件，是已經(jīng)預(yù)處理過的C源代碼文件； .ii為后綴的文件，是已經(jīng)預(yù)處理過的C+

3、源代碼文件； .m為后綴的文件，是Objective-C源代碼文件； .o為后綴的文件，是編譯后的目標文件； .s為后綴的文件，是匯編語言源代碼文件； .S為后綴的文件，是經(jīng)過預(yù)編譯的匯編語言源代碼文件。 第4頁，共17頁。Gcc的執(zhí)行過程Gcc的執(zhí)行過程雖然我們稱Gcc是C語言的編譯器，但使用gcc由C語言源代碼文件生成可執(zhí)行文件的過程不僅僅是編譯的過程，而是要經(jīng)歷四個相互關(guān)聯(lián)的步驟預(yù)處理(也稱預(yù)編譯，Preprocessing)、編譯(Compilation)、匯編(Assembly)和連接(Linking)。 命令gcc首先調(diào)用cpp進行預(yù)處理，在預(yù)處理過程中，對源代碼文件中的文件包含(

4、include)、預(yù)編譯語句(如宏定義define等)進行分析。接著調(diào)用cc1進行編譯，這個階段根據(jù)輸入文件生成以.o為后綴的目標文件。匯編過程是針對匯編語言的步驟，調(diào)用as進行工作，一般來講，.S為后綴的匯編語言源代碼文件和匯編、.s為后綴的匯編語言文件經(jīng)過預(yù)編譯和匯編之后都生成以.o為后綴的目標文件。當所有的目標文件都生成之后，gcc就調(diào)用ld來完成最后的關(guān)鍵性工作，這個階段就是連接。在連接階段，所有的目標文件被安排在可執(zhí)行程序中的恰當?shù)奈恢茫瑫r，該程序所調(diào)用到的庫函數(shù)也從各自所在的檔案庫中連到合適的地方。 第5頁，共17頁。Gcc的基本用法和選項Gcc的基本用法和選項在使用Gcc編譯器

5、的時候，我們必須給出一系列必要的調(diào)用參數(shù)和文件名稱。Gcc編譯器的調(diào)用參數(shù)大約有100多個，其中多數(shù)參數(shù)我們可能根本就用不到，這里只介紹其中最基本、最常用的參數(shù) Gcc最基本的用法是gcc options filenames ,其中options就是編譯器所需要的參數(shù)，filenames給出相關(guān)的文件名稱。 第6頁，共17頁。Gcc的基本用法和選項Gcc的參數(shù)選項-c，只編譯，不連接成為可執(zhí)行文件，編譯器只是由輸入的.c等源代碼文件生成.o為后綴的目標文件，通常用于編譯不包含主程序的子程序文件。 -o output_filename，確定輸出文件的名稱為output_filename，同時這個

6、名稱不能和源文件同名。如果不給出這個選項，gcc就給出預(yù)設(shè)的可執(zhí)行文件a.out。 -g，產(chǎn)生符號調(diào)試工具(GNU的gdb)所必要的符號資訊，要想對源代碼進行調(diào)試，我們就必須加入這個選項。 -O，對程序進行優(yōu)化編譯、連接，采用這個選項，整個源代碼會在編譯、連接過程中進行優(yōu)化處理，這樣產(chǎn)生的可執(zhí)行文件的執(zhí)行效率可以提高，但是，編譯、連接的速度就相應(yīng)地要慢一些。 -O2，比-O更好的優(yōu)化編譯、連接，當然整個編譯、連接過程會更慢。 -Idirname，將dirname所指出的目錄加入到程序頭文件目錄列表中，是在預(yù)編譯過程中使用的參數(shù)。第7頁，共17頁。Gcc的基本用法和選項C程序中的頭文件包含兩種情

7、況 A)#include B)#include “myinc.h” 其中，A類使用尖括號()，B類使用雙引號(“ ”)。對于A類，預(yù)處理程序cpp在系統(tǒng)預(yù)設(shè)包含文件目錄(如/usr/include)中搜尋相應(yīng)的文件，而對于B類，cpp在當前目錄中搜尋頭文件，這個選項的作用是告訴cpp，如果在當前目錄中沒有找到需要的文件，就到指定的dirname目錄中去尋找。在程序設(shè)計中，如果我們需要的這種包含文件分別分布在不同的目錄中，就需要逐個使用-I選項給出搜索路徑。 -Ldirname，將dirname所指出的目錄加入到程序函數(shù)檔案庫文件的目錄列表中，是在連接過程中使用的參數(shù)。在預(yù)設(shè)狀態(tài)下，連接程序ld

8、在系統(tǒng)的預(yù)設(shè)路徑中(如/usr/lib)尋找所需要的檔案庫文件，這個選項告訴連接程序，首先到-L指定的目錄中去尋找，然后到系統(tǒng)預(yù)設(shè)路徑中尋找，如果函數(shù)庫存放在多個目錄下，就需要依次使用這個選項，給出相應(yīng)的存放目錄。 -lname，在連接時，裝載名字為“l(fā)ibname.a”的函數(shù)庫，該函數(shù)庫位于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的目錄或者由-L選項確定的目錄下。例如，-lm表示連接名為“l(fā)ibm.a”的數(shù)學(xué)函數(shù)庫。 第8頁，共17頁。小實例小實例在學(xué)習(xí)使用 GCC 之前，下面的這個例子能夠幫助各位迅速理解 GCC 的工作原理，并將其立即運用到實際的項目開發(fā)中去。首先用熟悉的編輯器輸入所示的代碼：hello.c# incl

9、ude int main() printf(Hello world, Linux programming!n); return 0;然后執(zhí)行下面的命令編譯和運行這段程序：# gcc hello.c -o hello# ./helloHello world, Linux programming!第9頁，共17頁。小實例小實例# gcc hello.o -o hello在采用模塊化的設(shè)計思想進行軟件開發(fā)時，通常整個程序是由多個源文件組成的，相應(yīng)地也就形成了多個編譯單元，使用 GCC 能夠很好地管理這些編譯單元。假設(shè)有一個由 foo1.c 和 foo2.c 兩個源文件組成的程序，為了對它們進行編譯，

10、并最終生成可執(zhí)行程序 foo ，可以使用下面這條命令：# gcc foo1.c foo2.c -o foo如果同時處理的文件不止一個， GCC 仍會按照預(yù)處理、編譯和鏈接的過程依次進行。如果深究起來，上面這條命令大致相當于依次執(zhí)行如下三條命令：# gcc -c foo1.c -o foo1.o# gcc -c foo2.c -o foo2.o# gcc foo1.o foo2.o -o foo在編譯一個包含許多源文件的工程時，若只用一條 GCC 命令來完成編譯是非常費時的。假設(shè)項目中有100個源文件需要編譯，并且每個源文件中都包含10000行代碼，如果像上面那樣僅用一條 GCC 命令來完成編譯

11、工作，那么 GCC 需要將每個源文件都重新編譯一遍，然后再全部連接起來。很顯然，這樣浪費的時間相當多，尤其是當用戶只是修改了其中某一個文件的時候，完全沒有必要將每個文件都重新編譯一遍，因為很多已經(jīng)生成的目標文件是不會改變的。要解決這個問題，關(guān)鍵是要靈活運用 GCC ，同時還要借助像 Make 這樣的工具。第10頁，共17頁。小實例小實例從程序員的角度看，只需簡單執(zhí)行一條 GCC 命令就可以了，但從編譯器的角度來看，卻需要完成一系列非常繁雜的工作。首先， GCC 調(diào)用預(yù)處理程序 cpp ，由它負責(zé)展開在源文件中定義的宏，并向其中插入 include 語句所包含的內(nèi)容；接著， GCC 會調(diào)用 cc

12、l 和 as 將處理后的源代碼編譯成目標代碼；最后， GCC 會調(diào)用鏈接程序 ld ，把生成的目標代碼鏈接成一個可執(zhí)行程序。為了更好地理解 GCC 的工作過程，可以把上述編譯過程分成幾個步驟單獨進行，并觀察每步的運行結(jié)果。第一步是進行預(yù)編譯，使用 -E 參數(shù)可以讓 GCC 在預(yù)處理結(jié)束后停止編譯過程：# gcc -E hello.c -o hello.i此時若查看 hello.i 文件中的內(nèi)容，會發(fā)現(xiàn) stdio.h 的內(nèi)容確實都插到文件里去了，而其它應(yīng)當被預(yù)處理的宏定義也都做了相應(yīng)的處理。下一步是將 hello.i 編譯為目標代碼，這可以通過使用 -c 參數(shù)來完成：# gcc -c hell

13、o.i -o hello.oGCC 默認將 .i 文件看成是預(yù)處理后的 C 語言源代碼，因此上述命令將自動跳過預(yù)處理步驟而開始執(zhí)行編譯過程，也可以使用 -x 參數(shù)讓 GCC 從指定的步驟開始編譯。最后一步是將生成的目標文件鏈接成可執(zhí)行文件：第11頁，共17頁。Gcc的錯誤類型及對策Gcc的錯誤類型及對策Gcc編譯器如果發(fā)現(xiàn)源程序中有錯誤，就無法繼續(xù)進行，也無法生成最終的可執(zhí)行文件。為了便于修改，gcc給出錯誤資訊，我們必須對這些錯誤資訊逐個進行分析、處理，并修改相應(yīng)的語言，才能保證源代碼的正確編譯連接。gcc給出的錯誤資訊一般可以分為四大類，下面我們分別討論其產(chǎn)生的原因和對策。 第12頁，共1

14、7頁。Gcc的錯誤類型及對策Gcc的錯誤類型及對策第一類C語法錯誤 錯誤資訊文件source.c中第n行有語法錯誤(syntex errror)。這種類型的錯誤，一般都是C語言的語法錯誤，應(yīng)該仔細檢查源代碼文件中第n行及該行之前的程序，有時也需要對該文件所包含的頭文件進行檢查。有些情況下，一個很簡單的語法錯誤，gcc會給出一大堆錯誤，我們最主要的是要保持清醒的頭腦，不要被其嚇倒，必要的時候再參考一下C語言的基本教材。 第13頁，共17頁。Gcc的錯誤類型及對策Gcc的錯誤類型及對策第二類頭文件錯誤 錯誤資訊找不到頭文件head.h(Can not find include file head.

15、h)。這類錯誤是源代碼文件中的包含頭文件有問題，可能的原因有頭文件名錯誤、指定的頭文件所在目錄名錯誤等，也可能是錯誤地使用了雙引號和尖括號。 第14頁，共17頁。Gcc的錯誤類型及對策Gcc的錯誤類型及對策第三類檔案庫錯誤 錯誤資訊連接程序找不到所需的函數(shù)庫，例如 ld: -lm: No such file or directory 這類錯誤是與目標文件相連接的函數(shù)庫有錯誤，可能的原因是函數(shù)庫名錯誤、指定的函數(shù)庫所在目錄名稱錯誤等，檢查的方法是使用find命令在可能的目錄中尋找相應(yīng)的函數(shù)庫名，確定檔案庫及目錄的名稱并修改程序中及編譯選項中的名稱。 第15頁，共17頁。Gcc的錯誤類型及對策Gcc的錯誤類型及對策第四類未定義符號 錯誤資訊有未定義的符號(Undefined symbol)。這類錯誤是在連接過程中出現(xiàn)的