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Gcc基础

Author：onceday date：2022年7月27日

1.引言

编译C文件的过程：

早期 GCC 的全拼为 GNU C Compiler，即 GUN 计划诞生的 C 语言编译器，最初 GCC 的定位只用于编译 C 语言。

经过多年发展，GCC不仅可以用来编译 C 语言程序，还可以处理 C++、Go、Objective -C 等多种编译语言编写的程序。其英文全称被重新定义为 GNU Compiler Collection，即 GNU 编译器套件。

GCC一般会自带在liunx发行版系统上，如果版本过低，可采取手动安装的方式，该方式需要利用低版本的GCC编译高版本的gcc源码，耗时较久：

可参考以下文档：gcc基础知识 C语言中文网

GCC官方文档参考：gcc官网文档

2.gcc组件内容

编译组件内容：

GCC使用的配套辅助软件:

3.gcc和g++的区别

g++ = gcc -xc++ demo.cpp -lstdc++ -share-libgcc

详细可参考：gcc和g++的区别? C语言中文网

4.指定c/c++编译版本

gcc/g++ -std=编译标准
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常见版本对C语言编译标准的支持：

常见版本对C++语言标准的支持程度:

5.gcc一步编译和分布编译

直接编译c文件很简单，如下命令即可：

gcc demo.c
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默认直接输出a.out文件，可执行。

因此可用额外选项指定输出文件名：

gcc demo.c -o demo
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分步编译c/c++程序可用以下命令：

5.1 预处理选项(gcc -E)

预处理过程会处理预处理命令，删除注释等。展开成完整的源文件。

通常可由以下几种形式：

gcc -E demo.c                #直接输出到终端上
gcc -E demo.c -o demo.i      #直接输出到指定文件中
gcc -E -C demo.c -o demo.i   #取消删除源文件中的注释代码
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gcc -E支持的常用选项：

其中，对于指定 #include 搜索路径的几个选项，作用的先后顺序如下：

• 对于用 #include “” 引号形式引入的头文件，首先搜索当前程序文件所在的目录

• 其次再前往 -iquote 选项指定的目录中查找；

• 前往 -I 选项指定的目录中搜索；

• 前往 -isystem 选项指定的目录中搜索；

• 前往默认的系统路径下搜索；

• 前往 -idirafter 选项指定的目录中搜索。

5.2 编译成汇编代码文件(gcc -S)

所谓编译，简单理解就是将预处理得到的程序代码，经过一系列的词法分析、语法分析、语义分析以及优化，加工为当前机器支持的汇编代码。

通常指令有以下几种形式：

gcc -S demo.c            #直接在当前目录下生成一个(同名.s)文件
gcc -S demo.c -o test.s  #指定输出文件的名字
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该指令可以处理非预处理过的源代码或者经过预处理后的源代码。

可通过以下选项为汇编代码添加必要的注释：

gcc -S demo.c -o test.s -fverbose-asm
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5.3 编译成目标文件(gcc -c)

汇编其实就是将汇编代码转换成可以执行的机器指令。大部分汇编语句对应一条机器指令，有的汇编语句对应多条机器指令。相对于编译操作，汇编过程会简单很多，它并没有复杂的语法，也没有语义，也不需要做指令优化，只需要根据汇编语句和机器指令的对照表一一翻译即可。

编译级别及以上阶段的代码皆可以用作目标文件：

gcc -c demo.c -o test.o  #输出到指定文件
gcc -c demo.s -o demo.o  #输出到指定文件
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5.4 链接指定文件(gcc )

对目标文件进行链接：

gcc demo.o -o demo.exe
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除开libc库外，其他库都需要手动添加链接库。

静态链接都放在libc.a(achieve，获取)，或共享的动态链接文件libc.so中(文件名后缀.so，代表share object，共享对象)。这些链接库一般位于/lib/或/usr/lib/，位于GCC默认的搜索的其他目录。

链接标准数学库文件：

gcc main.c -o main.out -lm
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数学库的文件名是libm.a。前缀lib和后缀.a是标准的，m是基本名称，GCC 会在-l选项后紧跟着的基本名称的基础上自动添加这些前缀、后缀，本例中，基本名称为 m。

链接其他目录中的库：

1.把链接库作为一般的目标文件，为 GCC 指定该链接库的完整路径与文件名。

gcc demo.c -o demo.out /usr/lib/libm.a
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2.使用-L选项，为 GCC 增加另一个搜索链接库的目录：

gcc demo.c -o demo.out -L/usr/lib -lm  
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可以使用多个-L选项，或者在一个-L选项内使用冒号分割的路径列表。

3.把包括所需链接库的目录加到环境变量 LIBRARYPATH 中。

5.5 一些常用的其他gcc命令

6.gcc编译静态库和动态库

可参考以下文章：gcc命令 物联网

通常编译形式如下：

gcc -c foo.c            #生成 foo.o目标文件
ar rcs libfoo.a foo.o   #生成 libfoo.a 静态库 
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使用如下：

gcc hello.c -static libfoo.a -o hello 
gcc hello.c -static -L. -lfoo -o hello
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• 加上了-static选项，一个使用搜索路径，一个直接指定文件。

动态库的编译方式基本如下：

gcc foo.c -shared -fPIC -o libfoo.so
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使用-fPIC生成位置无关代码。

使用如下：无需加上-static选项

gcc hello.c libfoo.so -o hello
gcc hello.c -L. -lfoo -o hello
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但此时一般是无法运行的，因为libfoo.so共享库不在默认路径里。

一般有以下几种方法解决：

1. 设置环境变量LD_LIBRARY_PATH

export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)
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2. 使用 rpath 将共享库位置嵌入到程序

gcc hello.c -L. -lfoo -Wl,-rpath=`pwd` -o hello
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rpath 即 run path，是种可以将共享库位置嵌入程序中的方法，从而不用依赖于默认位置和环境变量。这里在链接时使用 -Wl,-rpath=/path/to/yours 选项，-Wl 会发送以逗号分隔的选项到链接器，注意逗号分隔符后面没有空格

3. 将libfoo.so 共享库添加到系统路径

sudo cp libfoo.so /usr/lib/
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运行失败，请尝试执行ldconfig命令更新共享库的缓存列表。