文章目录

  • GNU 工具
  • 部分相关资源
  • GCC 简介
  • GCC 编译器的版本
  • 编译器的主要组件
  • GCC 的基本用法和选项
  • GCC 的错误类型及对策
  • GCC 使用实例
  • GCC 编译过程，分为四个步骤


GNU 工具

  • 编译工具：把一个源程序编译为一个可执行程序
  • 调试工具：能对执行程序进行源码或汇编级调试
  • 软件工程工具：用于协助多人开发或大型软件项目的管理，如 make、CVS、Subvision
  • 其他工具：用于把多个目标文件链接成可执行文件的链接器，或者用作格式转换的工具。

部分相关资源

GCC 简介

  • 全称为 GNU CC ，GNU 项目中符合 ANSI C 标准的编译系统
  • 编译如 C、C++、Object C、Java、Fortran、Pascal、Modula-3 和 Ada 等多种语言
  • GCC 是可以在多种硬体平台上编译出可执行程序的超级编译器，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高 20%~30%
  • 一个交叉平台编译器，适合在嵌入式领域的开发编译
  • gcc 所支持后缀名解释
  • .c C 原始程序
  • .C / .cc / .cxx C++ 原始程序
  • .m Objective-C 原始程序
  • .i 已经过预处理的 C 原始程序
  • .ii 已经过预处理的 C++ 原始程序
  • .s / .S 汇编语言原始程序
  • .h 预处理文件(头文件)
  • .o 目标文件
  • .a / .so 编译后的库文件

GCC 编译器的版本

编译器的主要组件

  • 分析器：分析器将源语言程序代码转换为汇编语言。因为要从一种格式转换为另一种格式（C 到汇编），所以分析器需要知道目标机器的汇编语言。
  • 汇编器：汇编器将汇编语言代码转换为 CPU 可以执行字节码。
  • 链接器：链接器将汇编器生成的单独的目标文件组合成可执行的应用程序。链接器需要知道这种目标格式以便工作。
  • 标准 C 库：核心的 C 函数都有一个主要的 C 库来提供。如果在应用程序中用到了 C 库中的函数，这个库就会通过链接器和源代码连接来生成最终的可执行程序。

GCC 的基本用法和选项

  • GCC 最基本的用法是：gcc [options] [filenames]
  • -c 只编译，不连接成为可执行文件，编译器只是由输入的 .c 等源代码文件生成 .o 为后缀的目标文件，通常用于编译不包含主程序的子程序文件。
  • -o output_filename，确定输出文件的名称为 output_filename，同时这个名称不能和源文件同名。如果不给出这个选项，GCC 就给出预设的可执行文件 a.out。
  • -g，产生符号调试工具（GNU 的 GDB）所必要的符号资讯，要想对源代码进行调试，我们就必须加入这个选项。
  • -O，对程序进行优化编译、连接，采用这个选项，整个源代码会在编译、连接过程中进行优化处理，这样产生的可执行文件的执行效率可以提高，但是，编译、连接的速度就相应地要慢一些。
  • -O2，比 -O 更好的优化编译、连接，当然整个编译、连接过程会更慢。
  • -I dirname，将 dirname 所指出的目录加入到程序头文件目录列表中，是在预编译过程中使用的参数（编译内核时）。
  • -L dirname，将 dirname 所指出的目录加入到程序函数档案库文件的目录列表中，是在链接过程中使用的参数。

GCC 的错误类型及对策

  1. C 语法错误
    错误信息：文件 source.c 中第 n 行有语法错误（syntex errror）。有些情况下，一个很简单的语法错误，GCC 会给出一大堆错误，我们最主要的是要保持清醒的头脑，不要被其吓倒，必要的时候再参考一下 C 语言的基本教材。
  2. 头文件错误
    错误信息：找不到头文件 head.h(Can not find include file head.h)。这类错误是源代码文件中的包含头文件有问题，可能的原因有头文件名错误、指定的头文件所在目录名错误等，也可能是错误地使用了双引号和尖括号。
  3. 档案库错误
    错误信息：链接程序找不到所需的函数库（ld:-lm: No such file or directory)。这类错误是与目标文件相连接的函数库有错误，可能的原因是函数库名错误、指定的函数库所在目录名称错误等，检查的方法是使用 find 命令在可能的目录中寻找相应的函数库名，确定档案库及目录的名称并修改程序中及编译选项中的名称。
  4. 未定义符号
    错误信息：有未定义的符号（Undefined symbol）。这类错误是在连接过程中出现的，可能有两种原因：一是使用者自己定义的函数或者全局变量所在源代码文件，没有被编译、连接，或者干脆还没有定义，这需要使用者根据实际情况修改源程序，给出全局变量或者函数的定义体；二是未定义的符号是一个标准的库函数，在源程序中使用了该库函数，而连接过程中还没有给定相应的函数库的名称，或者是该档案库的目录名称有问题，这时需要使用档案库维护命令 ar 检查我们需要的库函数到底位于哪一个函数库中，确定之后，修改 gcc 连接选项中的 -l 和 -L 项。

GCC 使用实例

#include<stdio.h>
int main(void)
{
    int i,j; 
    j=0;
    i=j+1;
    printf(“hello,world\n”);
    printf(“the result is %d\n”,i);
}
  • 编译：$ gcc –o test test.c
  • 执行：$ ./test
  • 查看更详细的信息：$ gcc –v –o test test.c

GCC 编译过程，分为四个步骤

  1. 预处理（Pre-Processing）
  2. 编译（Compiling）
  3. 汇编（Assembling）
  4. 链接（Linking）

查看gcc编译器用的是什么架构的 gcc编译工具_编程语言

生成预处理代码

  • $ gcc –E test.c -o test.i 将头文件包含展开，进行宏替换
  • 用 wc 命令，查看这两个阶段代码大小：

$ wc

test.c

test.cpp

9

16

127

test.c

842

1934

16498

test.cpp

851

1950

16625

总用量

test.i 比 test.c 增加了很多内容，主要是放在系统提供的 include 文件中的。

生成汇编代码；检查语法错误，并生成汇编文件
$ gcc –S test.i –o test.s 将预处理文件转换成汇编语言

生成目标代码

  • 方法一，用 gcc 直接从 C 源代码中生成目标代码：
    $ gcc –c test.s –o test.o(object) 将汇编转换成二进制的目标文件
  • 方法二，用汇编器从汇编代码生成目标代码：
    as test.s –o test.o

生成可执行程序；将目标程序链接库资源，生成可执行程序
$ gcc test.s –o test 加载库，或者将多个 .o 文件，链接成多个可执行文件 ./test