linux下gcc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。 
-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。 
假定咱们有一个程序名为test.c的C语言源代码文件，要生成一个可执行文件，最简单的办法就是∶ 
gcc test.c 
这时，预编译、编译链接一次完成，生成一个系统预设的名为a.out的可执行文件，对于稍为复杂的状况，好比有多个源代码文件、须要链接档案库或者有其余比较特别的要求，就要给定适当的调用选项参数。再看一个简单的例子。 
整个源代码程序由两个文件testmain.c 和testsub.c组成，程序中使用了系统提供的数学库，同时但愿给出的可执行文件为test，这时的编译命令能够是∶ 
gcc testmain.c testsub.c □lm □o test 
其中，-lm表示链接系统的数学库libm.a。 

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，或者干脆尚未定义，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，而链接过程当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。

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