精通GCC編譯器課件

精通GCC編譯器contentGCC概論GCC深入探索GCC的編譯選項(xiàng)GCC的應(yīng)用技巧01.GCC是何物？Linux系統(tǒng)下的gcc（GNUCCompiler）是GNU推出的功能強(qiáng)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(biāo)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。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。DEMO查看版本信息安裝路徑：相關(guān)文件類型：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(biāo)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++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(biāo)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。演示：DEMO基本的用法是∶gcc[options][]1、沒有任何選項(xiàng)：gcchelloworld.c

結(jié)果會在和helloworld.c相同的目錄下產(chǎn)生一個a.out的可執(zhí)行文檔。2、-o選項(xiàng)，指定輸出文檔名：gcc-ohelloworldhelloworld.c

-o意思是Output即需要指定輸出的可執(zhí)行文檔的名稱。這里的名稱為helloworld。3、-c選項(xiàng)，只編譯，不匯編連接：gcc-chelloworld.c

-c意思就是Compile，產(chǎn)生一個叫helloworld.o的目標(biāo)文檔4、-S選項(xiàng)，產(chǎn)生匯編源文檔：gcc-Shelloworld.c

-S意思就是aSsemble，產(chǎn)生一個叫helloworld.s的匯編源文檔5、-E選項(xiàng)，預(yù)處理C源文檔：gcc-Ehelloworld.c

-E意思就是prEprocess。輸出不是送到一個文檔而是標(biāo)準(zhǔn)輸出。當(dāng)然能夠?qū)λM(jìn)行重定向：

gcc-Ehelloworld.c>helloworld.txt優(yōu)化選項(xiàng)

-O選項(xiàng)，基本優(yōu)化：gcc-Ohelloworld.c

-O意思就是Optimize，產(chǎn)生一個經(jīng)過優(yōu)化的叫作a.out的可執(zhí)行文檔。也能夠同時使用-o選項(xiàng)，以指定輸出文檔名。如：

gcc-O-otesthelloworld.c

即會產(chǎn)生一個叫test的經(jīng)過優(yōu)化的可執(zhí)行文檔。

-O2選項(xiàng)，最大優(yōu)化：gcc-O2helloworld.c

產(chǎn)生一個經(jīng)過最大優(yōu)化的叫作a.out的可執(zhí)行文檔。02.GCC快速入門第一個實(shí)例hello！DEMOGCC常用編譯開關(guān)-w禁止輸出警告消息-Werror將所有警告轉(zhuǎn)換為錯誤-Wall顯示所有的警告消息-v顯示編譯程序的當(dāng)前版本號-static連接器將忽略動態(tài)連接庫，同時通過將靜態(tài)目標(biāo)文件直接包含到結(jié)果目標(biāo)文件完成對所有引用的解析。-shared-fPCI連接器將生成共享目標(biāo)代碼，-pipe使用管道而不是臨時文件一個階段到另一個階段交換輸出的方式，可以加快編譯速度。建議使用。-o<>指定輸出文件，對各種輸出皆有效。-I<dir>指定搜索系統(tǒng)頭文件的目錄，可以重復(fù)使用多個該選項(xiàng)指定多個目錄-Dmacro：相當(dāng)于C語言中的#definemacro-UMACRO取消對MACRO宏的定義-c/-C:只激活預(yù)處理,編譯,和匯編,也就是他只把程序做成obj文件-o:指定目標(biāo)名稱-On(0,1,2,3)：-S:只激活預(yù)處理和編譯，就是指把文件編譯成為匯編代碼-E:只激活預(yù)處理,這個不生成文件,你需要把它重定向到一個輸出文件里面.建立自己的GCC編譯環(huán)境一個系統(tǒng)上如何同時存在并使用多個版本的GCC編譯器？建立目標(biāo)目錄：在gcc源代碼同一級目錄下（與源目錄${srcdir}是同級目錄）%mkdirgcc-build%cdgcc-build配置環(huán)境：%../gcc-3.4.0/configure--prefix=/usr/local/gcc-3.4.0--enable-threads=posix--disable-checking--enable--long-long--host=i386-redhat-linux--with-system-zlib--enable-languages=c,c++,java將GCC安裝在/usr/local/gcc-3.4.0目錄下，支持C/C++和JAVA語言編譯安裝：%make&&makeinstall其它配置：GCC3.4.0的所有文件，包括命令文件（如gcc、g++）、庫文件等都在${destdir}目錄下分別存放，如命令文件放在bin目錄下、庫文件在lib下、頭文件在include下等。由于命令文件和庫文件所在的目錄還沒有包含在相應(yīng)的搜索路徑內(nèi)，所以必須要作適當(dāng)?shù)脑O(shè)置之后編譯器才能順利地找到并使用它們。用符號連接的方式實(shí)現(xiàn)，這樣做的好處是我仍然可以使用系統(tǒng)上原來的舊版本的GCC編譯器。%ln-s${destdir}/bin/gccgcc34庫路徑的設(shè)置：exportLD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:{destdir}/libsetenvLD_LIBRARY_PATH /usr/local/gcc-3.4.0/lib:$LD_LIBRARY_PATH03.GCC的編譯環(huán)境工具：gccc編譯器，它在鏈接時使用c庫cc1實(shí)際的c編譯器cc1plus實(shí)際的c++編譯器collect2使用collect2產(chǎn)生特定的全局初始化代碼，后臺處理是傳遞參數(shù)給ld完成實(shí)際的鏈接工作。crt0.o初始化和結(jié)束代碼libgcc平臺相關(guān)的庫gcc預(yù)處理相關(guān)#defineTEST(ARGTERM)printf(“theterm“#ARGTERM“isastring\n”)#defineerr(...)fprintf(stderr,_VA_ARGS__)

err("%s%d\n","errorcodeis",48);//實(shí)現(xiàn)可變參數(shù)宏的定義.error和warning指令if,elif,else,endif指令gcc預(yù)定義宏

__BASE_FILE__完整的源文件名路徑

__cplusplus測試c++程序

__DATE__日期

__FILE__源文件名

__func__替代__FUNCTION__，__FUNCTION__以被GNU不推薦使用

__TIME__日期

__LINE__行數(shù)

__VERSION__gcc版本gas匯編工具（AT&T的風(fēng)格）ld：ld把一定量的目標(biāo)文件跟檔案文件連接起來,并重定位它們的數(shù)據(jù),連接符號引用.一般在編譯一個程序時,最后一步就是運(yùn)行l(wèi)d。 autoscanfautomake等工具運(yùn)行環(huán)境變量路徑的問題autoconf主要根據(jù)程式員提供的configure.in，生成能夠自動檢測系統(tǒng)配置的腳本configure。而后再由configure根據(jù)各目錄下的Make自動生成Makefile。這樣，程式員就能夠直接使用具備豐富功能的Makefile了。autoconf產(chǎn)生makefile的過程：運(yùn)行autoscan命令將configure.scan文檔重命名為configure.in，并修改configure.in文檔在project目錄下新建Make文檔，并在core和shell目錄下也新建make文檔在project目錄下新建NEWS、README、ChangeLog、AUTHORS文檔將/usr/share/automake-1.X/目錄下的depcomp和complie文檔拷貝到本目錄下運(yùn)行aclocal命令運(yùn)行autoconf命令運(yùn)行automake-a命令運(yùn)行./confiugre腳本從編譯過程自身來看，將源代碼編譯為二進(jìn)制文件是在Makefile文件的指導(dǎo)下，由make程序調(diào)用一條條編譯命令完成的。而將源代碼編譯為二進(jìn)制文件又需要經(jīng)過以下四個步驟：預(yù)處理(cpp)→編譯(gcc或g++)→匯編(as)→連接(ld)；括號中表示每個階段所使用的程序，它們分別屬于GCC和Binutils軟件包。顯然優(yōu)化應(yīng)當(dāng)從編譯工具自身的選擇以及控制編譯工具的行為入手。常用優(yōu)化選項(xiàng)gcc默認(rèn)提供了5級優(yōu)化選項(xiàng)的集合:-O0:無優(yōu)化(默認(rèn))-O和-O1:使用能減少目標(biāo)文件大小以及執(zhí)行時間并且不會使編譯時間明顯增加的優(yōu)化.在編譯大型程序的時候會顯著增加編譯時內(nèi)存的使用.-O2:包含-O1的優(yōu)化并增加了不需要在目標(biāo)文件大小和執(zhí)行速度上進(jìn)行折衷的優(yōu)化.編譯器不執(zhí)行循環(huán)展開以及函數(shù)內(nèi)聯(lián).此選項(xiàng)將增加編譯時間和目標(biāo)文件的執(zhí)行性能.-Os:專門優(yōu)化目標(biāo)文件大小,執(zhí)行所有的不增加目標(biāo)文件大小的-O2優(yōu)化選項(xiàng).并且執(zhí)行專門減小目標(biāo)文件大小的優(yōu)化選項(xiàng).-O3:打開所有-O2的優(yōu)化選項(xiàng)并且增加-finline-functions,-funswitch-loops,-fpredictive-commoning,-fgcse-after-reloadand-ftree-vectorize優(yōu)化選項(xiàng).05.GCC與GDBDebug選項(xiàng):在gcc編譯源代碼時指定-g選項(xiàng)可以產(chǎn)生帶有調(diào)試信息的目標(biāo)代碼,gcc可以為多個不同平臺上帝不同調(diào)試器提供調(diào)試信息,默認(rèn)gcc產(chǎn)生的調(diào)試信息是為gdb使用的,可以使用-gformat指定要生成的調(diào)試信息的格式以提供給其他平臺的其他調(diào)試器使用.常用的格式有-ggdb:生成gdb專用的調(diào)試信息,使用最適合的格式(DWARF2,stabs等)會有一些gdb專用的擴(kuò)展,可能造成其他調(diào)試器無法運(yùn)行.可以指定調(diào)試信息的等級:在指定的調(diào)試格式后面加上等級:如:-ggdb2等,0代表不產(chǎn)生調(diào)試信息.在使用-gdwarf-2時因?yàn)樽钤绲母袷綖?gdwarf2會造成混亂,所以要額外使用一個-glevel來指定調(diào)試信息的等級,其他格式選項(xiàng)也可以另外指定等級.GCC的編譯錯誤類型C語法錯誤錯誤資訊∶文件source.c中第n行有語法錯誤(syntexerrror)頭文件錯誤錯誤資訊∶找不到頭文件head.h(Cannotfindinclude)檔案庫錯誤錯誤資訊∶連接程序找不到所需的函數(shù)庫未定義符號錯誤資訊∶有未定義的符號(Undefinedsymbol)。通常可以使用-Wall來開啟以下警告:-Waddress-Warray-bounds(onlywith-O2)-Wc++0x-compat-Wchar-subscripts-Wimplicit-int-Wimplicit-function-declaration-Wcomment-Wformat-Wmain(onlyforC/ObjCandunless

-ffreestanding)-Wmissing-braces-Wnonnull-Wparentheses

-Wpointer-sign-Wreorder-Wreturn-type-Wsequence-point-Wsign-compare(onlyinC++)-Wstrict-aliasing-Wstrict-overflow=1-Wswitch-Wtrigraphs-Wuninitialized(onlywith-O1andabove)

-Wunknown-pragmas-Wunused-function-Wunused-label-Wunused-value-Wunused-variable

unused-function:

警告聲明但是沒有定義的static函數(shù);unused-label:

聲明但是未使用的標(biāo)簽;unused-parameter:

警告未使用的函數(shù)參數(shù);unused-variable:

聲明但是未使用的本地變量;unused-value:

計(jì)算了但是未使用的值;format:

printf和scanf這樣的函數(shù)中的格式字符串的使用不當(dāng);implicit-int:

未指定類型;implicit-function:

函數(shù)在聲明前使用;char-subscripts:

使用char類作為數(shù)組下標(biāo)(因?yàn)閏har可能是有符號數(shù));

missingbraces:

大括號不匹配;parentheses:

圓括號不匹配;return-type:

函數(shù)有無返回值以及返回值類型不匹配;sequence-point:

違反順序點(diǎn)的代碼,比如a[i]=c[i++];switch:

switch語句缺少default或者switch使用枚舉變量為索引時缺少某個變量的case;strict-aliasing=n:

使用n設(shè)置對指針變量指向的對象類型產(chǎn)生警告的限制程度,默認(rèn)n=3;只有在-fstrict-aliasing設(shè)置的情況下有效;unknow-pragmas:

使用未知的#pragma指令;uninitialized:

使用的變量為初始化,只在-O2時有效;以下是在-Wall中不會激活的警告選項(xiàng):cast-align:

當(dāng)指針進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換后有內(nèi)存對齊要求更嚴(yán)格時發(fā)出警告;sign-compare:

當(dāng)使用signed和unsigned類型比較時;missing-prototypes:當(dāng)函數(shù)在使用前沒有函數(shù)原型時;packed:

packed是gcc的一個擴(kuò)展,是使結(jié)構(gòu)體各成員之間不留內(nèi)存對齊所需的空間,有時候會造成內(nèi)存對齊的問題;padded:

也是gcc的擴(kuò)展,使結(jié)構(gòu)體成員之間進(jìn)行內(nèi)存對齊的填充,會造成結(jié)構(gòu)體體積增大.unreachable-code:

有不會執(zhí)行的代碼時.inline:

當(dāng)inline函數(shù)不再保持inline時(比如對inline函數(shù)取地址);disable-optimization:

當(dāng)不能執(zhí)行指定的優(yōu)化時.(需要太多時間或系統(tǒng)資源).

可以使用-Werror時所有的警告都變成錯誤,使出現(xiàn)警告時也停止編譯.需要和指定警告的參數(shù)一起使用06.GCC交叉編譯器制作交叉編譯器一般分四步：制作交叉的二進(jìn)制工具制作不帶庫的gcc交叉編譯器用制作好的gcc交叉編譯器將所需要的庫編譯重新編譯帶庫的gcc交叉編譯器cross-3.4.1.tar.bz207.小結(jié)為什么選擇GCCGCC編譯包括那些過程？中間的過程文件類型包括那些？怎樣對Gcc的編譯過程進(jìn)行優(yōu)化？如何打造自己個性化的Gcc編譯環(huán)境？GCC和GDB的關(guān)系？Gcc與arm-linux-gcc的區(qū)別？