Linux操作系統中GCC的應用介紹(上)

在為L(cháng)inux開(kāi)發(fā)應用程序時(shí)，絕大多數情況下使用的都是C語(yǔ)言，因此幾乎每一位Linux程序員面臨的首要問(wèn)題都是如何靈活運用C編譯器。目前Linux 下最常用的C語(yǔ)言編譯器是GCC（GNU Compiler Collection），它是GNU項目中符合ANSI C標準的編譯系統，能夠編譯用C、C++和Object C等語(yǔ)言編寫(xiě)的程序。GCC不僅功能非常強大，結構也異常靈活。最值得稱(chēng)道的一點(diǎn)就是它可以通過(guò)不同的前端模塊來(lái)支持各種語(yǔ)言，如Java、 Fortran、Pascal、Modula-3和Ada等。

開(kāi)放、自由和靈活是Linux的魅力所在，而這一點(diǎn)在GCC上的體現就是程序員通過(guò)它能夠更好地控制整個(gè)編譯過(guò)程。在使用GCC編譯程序時(shí)，編譯過(guò)程可以被細分為四個(gè)階段：

◆ 預處理（Pre-Processing）

◆ 編譯（Compiling）

◆ 匯編（Assembling）

◆ 鏈接（Linking）

Linux程序員可以根據自己的需要讓 GCC在編譯的任何階段結束，以便檢查或使用編譯器在該階段的輸出信息，或者對最后生成的二進(jìn)制文件進(jìn)行控制，以便通過(guò)加入不同數量和種類(lèi)的調試代碼來(lái)為今后的調試做好準備。和其它常用的編譯器一樣，GCC也提供了靈活而強大的代碼優(yōu)化功能，利用它可以生成執行效率更高的代碼。

GCC提供了30多條警告信息和三個(gè)警告級別，使用它們有助于增強程序的穩定性和可移植性。此外，GCC還對標準的C和C++語(yǔ)言進(jìn)行了大量的擴展，提高程序的執行效率，有助于編譯器進(jìn)行代碼優(yōu)化，能夠減輕編程的工作量。

GCC起步

在學(xué)習使用GCC之前，下面的這個(gè)例子能夠幫助用戶(hù)迅速理解GCC的工作原理，并將其立即運用到實(shí)際的項目開(kāi)發(fā)中去。首先用熟悉的編輯器輸入清單1所示的代碼：

清單1：hello.c

#include 
int main(void)
{
printf ("Hello world, Linux programming!\n");
return 0;
}

然后執行下面的命令編譯和運行這段程序：

# gcc hello.c -o hello
# ./hello
Hello world, Linux programming!

從程序員的角度看，只需簡(jiǎn)單地執行一條GCC命令就可以了，但從編譯器的角度來(lái)看，卻需要完成一系列非常繁雜的工作。首先，GCC需要調用預處理程序 cpp，由它負責展開(kāi)在源文件中定義的宏，并向其中插入“#include”語(yǔ)句所包含的內容；接著(zhù)，GCC會(huì )調用ccl和as將處理后的源代碼編譯成目標代碼；最后，GCC會(huì )調用鏈接程序ld，把生成的目標代碼鏈接成一個(gè)可執行程序。

為了更好地理解GCC的工作過(guò)程，可以把上述編譯過(guò)程分成幾個(gè)步驟單獨進(jìn)行，并觀(guān)察每步的運行結果。第一步是進(jìn)行預編譯，使用-E參數可以讓GCC在預處理結束后停止編譯過(guò)程：

# gcc -E hello.c -o hello.i

此時(shí)若查看hello.cpp文件中的內容，會(huì )發(fā)現stdio.h的內容確實(shí)都插到文件里去了，而其它應當被預處理的宏定義也都做了相應的處理。下一步是將hello.i編譯為目標代碼，這可以通過(guò)使用-c參數來(lái)完成：

# gcc -c hello.i -o hello.o

GCC默認將.i文件看成是預處理后的C語(yǔ)言源代碼，因此上述命令將自動(dòng)跳過(guò)預處理步驟而開(kāi)始執行編譯過(guò)程，也可以使用-x參數讓GCC從指定的步驟開(kāi)始編譯。最后一步是將生成的目標文件鏈接成可執行文件：

# gcc hello.o -o hello

在為L(cháng)inux開(kāi)發(fā)應用程序時(shí)，絕大多數情況下使用的都是C語(yǔ)言，因此幾乎每一位Linux程序員面臨的首要問(wèn)題都是如何靈活運用C編譯器。目前Linux 下最常用的C語(yǔ)言編譯器是GCC（GNU Compiler Collection），它是GNU項目中符合ANSI C標準的編譯系統，能夠編譯用C、C++和Object C等語(yǔ)言編寫(xiě)的程序。GCC不僅功能非常強大，結構也異常靈活。最值得稱(chēng)道的一點(diǎn)就是它可以通過(guò)不同的前端模塊來(lái)支持各種語(yǔ)言，如Java、 Fortran、Pascal、Modula-3和Ada等。

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開(kāi)放、自由和靈活是Linux的魅力所在，而這一點(diǎn)在GCC上的體現就是程序員通過(guò)它能夠更好地控制整個(gè)編譯過(guò)程。在使用GCC編譯程序時(shí)，編譯過(guò)程可以被細分為四個(gè)階段：

◆ 預處理（Pre-Processing）

◆ 編譯（Compiling）

◆ 匯編（Assembling）

◆ 鏈接（Linking）

Linux程序員可以根據自己的需要讓 GCC在編譯的任何階段結束，以便檢查或使用編譯器在該階段的輸出信息，或者對最后生成的二進(jìn)制文件進(jìn)行控制，以便通過(guò)加入不同數量和種類(lèi)的調試代碼來(lái)為今后的調試做好準備。和其它常用的編譯器一樣，GCC也提供了靈活而強大的代碼優(yōu)化功能，利用它可以生成執行效率更高的代碼。

GCC提供了30多條警告信息和三個(gè)警告級別，使用它們有助于增強程序的穩定性和可移植性。此外，GCC還對標準的C和C++語(yǔ)言進(jìn)行了大量的擴展，提高程序的執行效率，有助于編譯器進(jìn)行代碼優(yōu)化，能夠減輕編程的工作量。

GCC起步

在學(xué)習使用GCC之前，下面的這個(gè)例子能夠幫助用戶(hù)迅速理解GCC的工作原理，并將其立即運用到實(shí)際的項目開(kāi)發(fā)中去。首先用熟悉的編輯器輸入清單1所示的代碼：

清單1：hello.c

#include 
int main(void)
{
printf ("Hello world, Linux programming!\n");
return 0;
}

然后執行下面的命令編譯和運行這段程序：

# gcc hello.c -o hello
# ./hello
Hello world, Linux programming!

從程序員的角度看，只需簡(jiǎn)單地執行一條GCC命令就可以了，但從編譯器的角度來(lái)看，卻需要完成一系列非常繁雜的工作。首先，GCC需要調用預處理程序 cpp，由它負責展開(kāi)在源文件中定義的宏，并向其中插入“#include”語(yǔ)句所包含的內容；接著(zhù)，GCC會(huì )調用ccl和as將處理后的源代碼編譯成目標代碼；最后，GCC會(huì )調用鏈接程序ld，把生成的目標代碼鏈接成一個(gè)可執行程序。

為了更好地理解GCC的工作過(guò)程，可以把上述編譯過(guò)程分成幾個(gè)步驟單獨進(jìn)行，并觀(guān)察每步的運行結果。第一步是進(jìn)行預編譯，使用-E參數可以讓GCC在預處理結束后停止編譯過(guò)程：

# gcc -E hello.c -o hello.i

此時(shí)若查看hello.cpp文件中的內容，會(huì )發(fā)現stdio.h的內容確實(shí)都插到文件里去了，而其它應當被預處理的宏定義也都做了相應的處理。下一步是將hello.i編譯為目標代碼，這可以通過(guò)使用-c參數來(lái)完成：

# gcc -c hello.i -o hello.o

GCC默認將.i文件看成是預處理后的C語(yǔ)言源代碼，因此上述命令將自動(dòng)跳過(guò)預處理步驟而開(kāi)始執行編譯過(guò)程，也可以使用-x參數讓GCC從指定的步驟開(kāi)始編譯。最后一步是將生成的目標文件鏈接成可執行文件：

# gcc hello.o -o hello

# gcc foo1.c foo2.c -o foo

# gcc -c foo1.c -o foo1.o
# gcc -c foo2.c -o foo2.o
# gcc foo1.o foo2.o -o foo

#include 
void main(void)
{
long long int var = 1;
printf("It is not standard C code!\n");
}

# gcc -pedantic illcode.c -o illcode
illcode.c: In function `main':
illcode.c:9: ISO C89 does not support `long long'
illcode.c:8: return type of `main' is not `int'

# gcc -Wall illcode.c -o illcode
illcode.c:8: warning: return type of `main' is not `int'
illcode.c: In function `main':
illcode.c:9: warning: unused variable `var'

# gcc -Wall -Werror illcode.c -o illcode
cc1: warnings being treated as errors
illcode.c:8: warning: return type of `main' is not `int'
illcode.c: In function `main':
illcode.c:9: warning: unused variable `var'

# gcc foo.c -I /home/xiaowp/include -o foo

# gcc foo.c -L /home/xiaowp/lib -lfoo -o foo

# gcc foo.c -L /home/xiaowp/lib -static -lfoo -o foo