【转】GCC使用简介

Linux系统下的gcc（GNU C Compiler）是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，是GNU的表明做品之一。gcc是能够在多种硬体平台上编译出可执行程序的超级编译器，其执行效率与通常的编译器相比平均效率要高20%~30%。

gcc 编 译器能将C、C++语言源程序、汇程式化序和目标程序编译、链接成可执行文件，若是没有给出可执行文件的名字，gcc将生成一个名为a.out的文件。 在Linux系统中，可执行文件没有统一的后缀，系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。而gcc则经过后缀来区别输入文件的类别，下面咱们来 介绍gcc所遵循的部分约定规则。

 

.c为后缀的文件:  C语言源代码文件；

.a为后缀的文件:  是由目标文件构成的档案库文件；

.C，.cc或.cxx 为后缀的文件:    是C++源代码文件；

.h为后缀的文件:  是程序所包含的头文件；

.i 为后缀的文件: 是已经预处理过的C源代码文件；

.ii为后缀的文件: 是已经预处理过的C++源代码文件；

.m为后缀的文件:  是Objective-C源代码文件；

.o为后缀的文件:  是编译后的目标文件；

.s为后缀的文件:  是汇编语言源代码文件；

.S为后缀的文件:  是通过预编译的汇编语言源代码文件。

 

gcc的执行过程

虽 然咱们称gcc是C语言的编译器，但使用gcc由C语言源代码文件生成可执行文件的过程不只仅是编译的过程，而是要经历四个相互关联的步骤∶预处理(也称 预编译，Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和链接(Linking)。

命 令 gcc首先调用cpp进行预处理，在预处理过程当中，对源代码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析。接着调 用cc1进行编译，这个阶段根据输入文件生成以.o为后缀的目标文件。汇编过程是针对汇编语言的步骤，调用as进行工做，通常来说，.S为后缀的汇编语言 源代码文件和汇编、.s为后缀的汇编语言文件通过预编译和汇编以后都生成以.o为后缀的目标文件。当全部的目标文件都生成以后，gcc就调用ld来完成最 后的关键性工做，这个阶段就是链接。在链接阶段，全部的目标文件被安排在可执行程序中的恰当的位置，同时，该程序所调用到的库函数也从各自所在的档案库中 连到合适的地方。

gcc的基本用法和选项

在使用gcc编译器的时候，咱们必须给出一系列必要的调用参数和文件名称。gcc编译器的调用参数大约有100多个，其中多数参数咱们可能根本就用不到，这里只介绍其中最基本、最经常使用的参数。

gcc最基本的用法是∶gcc [options] [filenames]

其中options就是编译器所须要的参数，filenames给出相关的文件名称。其中[options]的值能够为下列值：

-c，只编译，不链接成为可执行文件，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，一般用于编译不包含主程序的子程序文件。

-o output_filename，肯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。若是不给出这个选项，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，咱们就必须加入这个选项。

-O，对程序进行优化编译、链接，采用这个选项，整个源代码会在编译、链接过程当中进行优化处理，这样产生的可执行文件的执行效率能够提升，可是，编译、链接的速度就相应地要慢一些。

-O2，比-O更好的优化编译、链接，固然整个编译、链接过程会更慢。

-Idirname，将dirname所指出的目录加入到程序头文件目录列表中，是在预编译过程当中使用的参数。C程序中的头文件包含两种状况∶

A)#include

B)#include “myinc.h”

其 中，A类使用尖括号(< >)，B类使用双引号(“ ”)。对于A类，预处理程序cpp在系统预设包含文件目录(如/usr/include)中搜寻相应的文件，而对于B类，cpp在当前目录中搜寻头文件， 这个选项的做用是告诉cpp，若是在当前目录中没有找到须要的文件，就到指定的dirname目录中去寻找。在程序设计中，若是咱们须要的这种包含文件分 别分布在不一样的目录中，就须要逐个使用-I选项给出搜索路径。

-Ldirname， 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，是在链接过程当中使用的参数。在预设状态下，链接程序ld在系统的预设路径中(如/usr/lib)寻找所须要的档案库文件，这个选项 告诉链接程序，首先到-L指定的目录中去寻找，而后到系统预设路径中寻找，若是函数库存放在多个目录下，就须要依次使用这个选项，给出相应的存放目录。

-lname，在链接时，装载名字为“libname.a”的函数库，该函数库位于系统预设的目录或者由-L选项肯定的目录下。例如，-lm表示链接名为“libm.a”的数学函数库。

上面咱们简要介绍了gcc编译器最经常使用的功能和主要参数选项，更为详尽的资料能够参看Linux系统的联机帮助。

 

为了更加详细的说明GCC参数极其相关的使用方法，咱们再换一种方式来讲明，如下为自问自答的十个问题：

一、gcc包含的c/c++编译器

gcc、cc、c++、g++；gcc和cc是同样的，c++和g++是同样的，通常c程序就用gcc编译，c++程序就用g++编译

二、gcc的基本用法

gcc test.c这样将编译出一个名为a.out的程序，gcc test.c -o test这样将编译出一个名为test的程序，-o参数用来指定生成程序的名字。

三、为何会出现undefined reference to 'xxxxx'错误？

首 先这是连接错误，不是编译错误，也就是说若是只有这个错误，说明你的程序源码自己没有问题，是你用编译器编译时参数用得不对，你没有指定连接程序 要用到得库，好比你的程序里用到了一些数学函数，那么你就要在编译参数里指定程序要连接数学库，方法是在编译命令行里加入-lm

四、-l参数和-L参数

-l参数就是用来指定程序要连接的库，-l参数紧接着就是库名，那么库名跟真正的库文件名有什么关系呢？就拿数学库来讲，他的库名是m，他的库文件名是libm.so，很容易看出，把库文件名的头lib和尾.so去掉就是库名了。

好 了如今咱们知道怎么获得库名，当咱们自已要用到一个第三方提供的库名字libtest.so，那么咱们只要把libtest.so拷贝到 /usr/lib里，编译时加上-ltest参数，咱们就能用上libtest.so库了（固然要用libtest.so库里的函数，咱们还须要与 libtest.so配套的头文件）。

放 在/lib和/usr/lib和/usr/local/lib里的库直接用-l参数就能连接了，但若是库文件没放在这三个目录里，而是放在其余目录里，这 时咱们只用-l参数的话，连接仍是会出错，出错信息大概是：“/usr/bin/ld: cannot find -lxxx”，也就是连接程序ld在那3个目录里找不到libxxx.so，这时另一个参数-L就派上用场了，好比经常使用的X11的库，它在 /usr/X11R6/lib目录下，咱们编译时就要用-L/usr/X11R6/lib -lX11参数，-L参数跟着的是库文件所在的目录名。再好比咱们把libtest.so放在/aaa/bbb/ccc目录下，那连接参数就是- L/aaa/bbb/ccc –ltest。

另 外，大部分libxxxx.so只是一个连接，以RH9为例，好比libm.so它连接到/lib/libm.so.x，/lib/libm.so.6又 连接到/lib/libm-2.3.2.so，若是没有这样的连接，仍是会出错，由于ld只会找libxxxx.so，因此若是你要用到xxxx
库，而只有libxxxx.so.x或者libxxxx-x.x.x.so，作一个连接就能够了

ln -s libxxxx-x.x.x.so libxxxx.so

手 工来写连接参数老是很麻烦的，还好不少库开发包提供了生成连接参数的程序，名字通常叫xxxx-config，通常放在/usr/bin目录下，好比 gtk1.2的连接参数生成程序是gtk-config，执行gtk-config --libs就能获得如下输出"-L/usr/lib -L/usr/X11R6/lib -lgtk -lgdk -rdynamic

-lgmodule -lglib -ldl -lXi -lXext -lX11 -lm"， 这就是编译一个gtk1.2程序所需的gtk连接参数，xxx-config除了--libs参数外还有一个参数是--cflags用来生成头文件包含目 录的，也就是-I参数，在下面咱们将会讲到。你能够试试执行gtk-config --libs --cflags，看看输出结果。

现 在的问题就是怎样用这些输出结果了，最笨的方法就是复制粘贴或者照抄，聪明的办法是在编译命令行里加入这个`xxxx-config --libs --cflags`，好比编译一个gtk程序：gcc gtktest.c `gtk-config --libs --cflags`这样
就差很少了。注意`不是单引号，而是1键左边那个键。

除 了xxx-config之外，如今新的开发包通常都用pkg-config来生成连接参数，使用方法跟xxx-config相似，但xxx-config 是针对特定的开发包，但pkg-config包含不少开发包的连接参数的生成，用pkg-config --list-all命令能够列出所支持的全部开发包，pkg-config的用法就是pkg -config pagName --libs --cflags，其中pagName是包名，是pkg-config--list-all里列出名单中的一个，好比gtk1.2的名字就是gtk+， pkg-config gtk+ --libs --cflags的做用跟gtk-config --libs --cflags是同样的。好比：

gcc gtktest.c `pkg-config gtk+ --libs --cflags`

五、-include和-I参数

-include用 来包含头文件，但通常状况下包含头文件都在源码里用#include xxxxxx实现，-include参数不多用。-I参数是用来指定头文件目录，/usr/include目录通常是不用指定的，gcc知道去那里找，但 是若是头文件不在/usr/include里咱们就要用-I参数指定了，好比头文件放在/myinclude目录里，那编译命令行就要加上- I/myinclude参数了，若是不加你会获得一个"xxxx.h: No such file or directory"的错误。-I参数能够用相对路径，好比头文件在当前目录，能够用-I.来指定。上面咱们提到的--cflags参数就是用来生成-I 参数的

六、-O参数

这是一个程序优化参数，通常用-O2就是，用来优化程序用的，好比gcc test.c -O2，优化获得的程序比没优化的要小，执行速度可能也有所提升

七、-shared参数

编译动态库时要用到，好比gcc -shared test.c -o libtest.so

八、几个相关的环境变量

PKG_CONFIG_PATH：用来指定pkg-config用到的pc文件的路径，默认是/usr/lib/pkgconfig，pc文件是文本文件，扩展名是.pc，里面定义开发包的安装路径，Libs参数和Cflags参数等等。

CC：用来指定c编译器

CXX：用来指定cxx编译器

LIBS：跟上面的--libs做用差很少

CFLAGS:跟上面的--cflags做用差很少

CC，CXX，LIBS，CFLAGS手动编译时通常用不上，在作configure时有时用到，通常状况下不用管。

环境变量设定方法：export ENV_NAME=xxxxxxxxxxxxxxxxx

九、关于交叉编译

交 叉编译通俗地讲就是在一种平台上编译出能运行在体系结构不一样的另外一种平台上，好比在咱们地PC平台(X86 CPU)上编译出能运行在sparc CPU平台上的程序，编译获得的程序在X86 CPU平台上是不能运行的，必须放到sparc CPU平台上才能运行。固然两个平台用的都是linux，这种方法在异平台移植和嵌入式开发时用得很是广泛。相对与交叉编译，咱们日常作的编译就叫本地编 译，也就是在当前平台编译，编译获得的程序也是在本地执行。用来编译这种程序的编译器就叫交叉编译器，相对来讲，用来作本地编译的就叫本地编译器，通常用 的都是gcc，但这种gcc跟本地的gcc编译器是不同的，须要在编译gcc时用特定的configure参数才能获得支持交叉编译的gcc。为了避免跟 本地编译器混淆，交叉编译器的名字通常都有前缀，好比sparc-xxxx-linux-gnu-gcc，sparc-xxxx-linux-gnu- g++ 等等。

十、交叉编译器的使用方法

使用方法跟本地的gcc差很少，但有一点特殊的是：必须用-L和-I参数指定编译器用spar c系统的库和头文件，不能用本地(X86)的库（头文件有时能够用本地的）

例子：

sparc-xxxx-linux-gnu-gcc test.c -L/path/to/sparcLib

-I/path/to/sparcInclude

 gcc的错误类型及对策

 gcc 编 译器若是发现源程序中有错误，就没法继续进行，也没法生成最终的可执行文件。为了便于修改，gcc给出错误资讯，咱们必须对这些错误资讯逐个进行分析、 处理，并修改相应的语言，才能保证源代码的正确编译链接。gcc给出的错误资讯通常能够分为四大类，下面咱们分别讨论其产生的缘由和对策。

第一类∶C语法错误

错 误资讯∶文件source.c中第n行有语法错误(syntex errror)。这种类型的错误，通常都是C语言的语法错误，应该仔细检查源代码文件中第n行及该行以前的程序，有时也须要对该文件所包含的头文件进行检 查。有些状况下，一个很简单的语法错误，gcc会给出一大堆错误，咱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。

第二类∶头文件错误

错误资讯∶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，可能的缘由有头文件名错误、指定的头文件所在目录名错误等，也多是错误地使用了双引号和尖括号。

第三类∶档案库错误

错误资讯∶链接程序找不到所需的函数库，例如∶

ld: -lm: No such file or directory

这类错误是与目标文件相链接的函数库有错误，可能的缘由是函数库名错误、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，肯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。

第四类∶未定义符号

错 误资讯∶有未定义的符号(Undefined symbol)。这类错误是在链接过程当中出现的，可能有两种缘由∶一是使用者本身定义的函数或者全局变量所在源代码文件，没有被编译、链接，或者干脆还没 有定义，这须要使用者根据实际状况修改源程序，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，而链接过 程中尚未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，这时须要使用档案库维护命令ar检查咱们须要的库函数到底位于哪个函数库中，肯定 以后，修改gcc链接选项中的-l和-L项。

排 除编译、链接过程当中的错误，应该说这只是程序设计中最简单、最基本的一个步骤，能够说 只是开了个头。这个过程当中的错误，只是咱们在使用C语言描述一个算法中所产生的错误，是比较容易排除的。咱们写一个程序，到编译、链接经过为止，应该说刚 刚开始，程序在运行过程当中所出现的问题，是算法设计有问题，说得更玄点是对问题的认识和理解不够，还须要更加深刻地测试、调试和修改。一个程序，稍为复杂 的程序，每每要通过屡次的编译、链接和测试、修改。下面咱们学习的程序维护、调试工具和版本维护就是在程序调试、测试过程当中使用的，用来解决调测阶段所出 现的问题。