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gcc编译器

 GNU C/C++编译器的选项说明：

g++与gcc

g++与 gcc 的区别？g++能编译.c 文件吗？gcc 能编译.cpp 文件吗？

gcc优化代码的功能

实例：查看gcc优化选项的效果

基本选项——汇编阶段

汇编器 as

基本选项——链接阶段

链接器 ld

链接器选项

链接器使用实例

gdb调试器

gdb调试

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gcc编译器

        GCC是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，是GNU的代表作品之一。GCC可以针对多种硬件平台编译出可执行程序，其平均执行效率比一般编译器生成的程序要高20～30%。使用GCC由C语言源代码文件生成可执行文件的过程要经历四个相互关联的步骤：预处理、编译、汇编和链接。

• 预处理: GCC调用cpp程序进行预处理，分析和处理#include、#define等预处理命令
• 编译: GCC调用ccl程序进行编译，根据C源代码生成对应的汇编语言源代码
• 汇编: GCC调用as程序将上步生成的汇编源代码，汇编生成二进制可重定位目标文件
• 链接: GCC调用ld程序对组成程序的目标文件进行链接，生成可执行程序文件

• 使用GCC的命令是gcc，最常用的方式如下：
• #gcc -o filename sample1.c sample2.c sample3.c

        使用[-o filename]参数，可以在c程序编译后，输出可执行的文件名为filename；如果没有这个参数，GCC将使用缺省的可执行文件名a.out

 GNU C/C++编译器的选项说明：

• -x language       指定语言（C、C++和汇编为有效值）
• -c                只进行编译和汇编（不链接）
• -S                编译（不汇编或链接）
• (-s) file
• -E                只进行预处理（不编译、汇编或链接）
• -o file                 用来指定输出文件名
• -l library                    用来指定链接所用库
• -L directory       为库文件的搜索指定目录
• -I directory         为include文件的搜索指定目录
• -w                       禁止警告消息
• -pedantic                   严格要求符合ANSI标准     
• -Wall                  显示附加的警告信息     
• -g                        产生排错信息（同gdb一起使用时）
• -ggdb                  产生排错信息（用于gdb） 
• -p                        产生proff所需的信息   
• -pg                      产生groff所需的信息
• -o                        优化

• 主要处理C语言源文件中的#ifdef、#include以及#define等命令
• GCC会忽略掉不需要预处理的输入文件，该阶段会生成中间文件*.i

• 例：对于源程序example.c ，使用如下命令对源文件进行预处理
•                                gcc -E example.c -o example.i
• 说明：该例子使用了两个选项：-E和-o，其中-E表示在预处理结束后即停止编译过程；-o指定输出文件。前面的选项不同，输出的文件类型也不相同，可能为预处理后的C代码、汇编文件、目标文件或可执行文件，这里即为预处理后的C代码

g++与gcc

g++与 gcc 的区别？g++能编译.c 文件吗？gcc 能编译.cpp 文件吗？

• 1) gcc 现在是 GNU 提供的一些编译器工具的集合（Gnu Compiler Collection），以前是GNU 组织提供的 c 编译器（Gnu C Compiler）。 g++是 c++编译器编译器。
• 2) gcc 可以编译.c 和.cpp 的源文件,对*.c 按 c 语言语法规则处理， *.cpp 自动按 c++语法规则处理，但默认不链接相应的 c++库，需要手动指定链接的库名"-lstdc++"
• 3) g++可以编译.c 和.cpp 的源文件，但是都按 c++的语法规则来处理。

gcc优化代码的功能

• gcc具有优化代码的功能，它的优化功能也有多种不同的选项，主要的优化选项如下所示：
• -O0   不进行优化处理
• -O或-O1   进行基本的优化，这些优化在大多数情况下都会使程序执行得更快
• -O2   除了完成-O1级别的优化外，还要一些额外的调整工作，如处理器指令调度等，  这是GNU发布软件的默认优化级别
• -O3   除了完成-O2级别的优化外，还进行循环的展开以及其它一些与处理器特性相关  的优化工作
• -Os   生成最小的可执行文件，主要用在嵌入式领域

• 编译优化选项的选择

• 一般来讲，优化级别越高，生成的可执行文件的运行速度也越快，但消耗在编译上的时间就越长，因此在开发的时候最好不要使用优化选项，只有到软件发行或开发结束的时候，才考虑对最终生成的代码进行优化。
• 推荐使用-O2选项，因为它在优化长度、编译时间和代码大小之间，取得了一个比较理想的平衡点，它是最安全的优化选项。
• 对于桌面应用，可以尝试-O3选项，在优化时对循环进行了展开，这会使可执行文件增大，速度是否增加取决于特定环境。其实他们之间的速度差异也并不是很明显。
• -O2选项已经启用绝大多数安全的优化选项，-O3选项是在-O2选项的基础上又增添了一些。其实用户也可以根据需要，在-O2选项的基础自行添加，这样比直接使用-O3选项更加安全。例如增添如下选项：
• -finline-functions：允许编译器将一些简单的函数在其调用处展开
• -funswitch-loops：将循环体中值不改变的变量移到循环体之外

• 实例：查看gcc优化选项的效果

• 具体的命令格式举例：
•         gcc -O2 -finline-functions example.c -o example
• 首先不加任何优化选项，对上面的源程序进行编译：
•         gcc example.c -o example
• 使用Linux系统下的time命令来大致统计程序的运行时间：
•         time ./example
• time命令的输出结果由三部分组成：
• real：程序的总执行时间，包括进程的调度、切换等时间；
• user：用户进程执行的时间；
• sys：内核执行的时间。
• 接下来使用优化选项-O2对上面的源程序进行处理：
•         gcc -O2 example.c -o example
• 再次统计程序的运行时间，可以看到程序的性能得到大幅度的改善
•          time ./example
• 此外，还有一个比较重要的优化选项-march，它表示为特定的CPU类型编译二进制代码，进而取得最佳的优化效果。具体的命令格式为：
•          gcc --march=<CPU类型> example.c -o example
• CPU类型如pentium4、pentium4m、pentium-m或athlon64等。

基本选项——汇编阶段

• 汇编：是将输入的汇编语言文件转换为目标代码，可通过使用-c选项来完成
•     对应的GCC命令如下例所示：
•                   gcc -c example.s -o example.o
•     注意：目标文件虽然是机器代码，但不可执行。

• 汇编器 as

• 使用gcc编译程序时，产生汇编代码，as会处理这些汇编代码，从而产生目标文件(二进制文件)，而目标文件将生成.o 文件、库或者最终的可执行文件。
• as 通常情况下是被gcc调用的，但是要使用汇编语言编写程序时，可以手工调用。

基本选项——链接阶段

• 将生成的目标文件与其它目标文件（或库文件）链接成可执行的二进制代码文件。这一步骤可以使用如下的GCC命令来完成：
•                     gcc example.o -o example
• 运行example
• 如果只需要最终的可执行文件，也可以直接对源文件进行编译链接，对应的GCC命令如下所示：
•                     gcc example.c -o example
• 对于一个程序的多个源文件进行编译链接时，可以使用如下格式：
•                     gcc -o test first.c second.c third.c
• 该命令将同时编译三个源文件，即first.c、second.c和third.c，然后将它们链接成一个可执行程序，名为test。
• 注意：生成可执行文件时，被编译和链接的多个源文件中必须有且只能有一个main函数，因为main函数是该程序的入口。

链接器 ld

• 在编写一个较大程序时，经常把它分成许多独立的模块，这时需要链接器把所有的模块组合起来，并结合 C 函数库和初始化代码，产生最后的可执行文件。链接器在产生可执行文件之前，起到重要的作用。
• 通常情况下，ld被编译器所调用，产生可执行代码，但是如果想更好地控制链接过程，最好手工调用ld。

链接器选项

• GCC编译器提供的链接器也提供有多个选项：
• -Idirectory   向GCC的头文件搜索路径中添加新的目录
• -Ldirectory   向GCC的库文件搜索路径中添加新的目录
• -llibrary  提示链接程序在创建可执行文件时包含指定的库文件
• -static    强制使用静态链接库
• -shared    生成动态库文件

• 首先区分头文件和库文件这两个基本概念
• 头文件包含变量和函数的声明，但没有定义函数的实现。例如我们经常用到的头文件stdio.h，其中就包含printf和scanf等格式化输入输出函数的声明，如果在代码中要用到这些函数就需要包含该头文件。
• 函数的具体实现是在库文件中完成的。库文件可分为静态库和动态库。

链接器使用实例

• 使用GCC直接指定链接程序在创建可执行文件时包含的库文件
•                       gcc example5.c -o example /usr/lib/i386-linux-gnu/libm.so
• GCC编译器为链接函数库还提供了一个快捷的选项-l，命令的格式为：
•                       gcc example5.c -o example5 -lm
• 它与上面指定库文件的全路径/usr/lib/libm.so命令等价，避免了在命令行写长路径。之所以写为-lm，是因为在Linux下，库文件在命名时遵循一个规范，即以lib开头，因此在用-l选项指定库文件名时可以省去lib，也就是说GCC在对-lm进行处理时，会自动去链接名为libm.so的库文件。
• GCC编译器在默认情况下使用动态库，但如果使用了-static选项，链接器将忽略动态库，强制使用静态链接库，即使用如下命令：
•                        gcc example5.c -o example5 -static -lm
• 此时静态库文件中的代码全部包含到可执行文件中，所以生成的可执行文件比较大。
• GCC编译器提供了-shared选项来生成动态库文件。
• 与动态库链接的可执行文件只包含它需要的函数的引用表，而不是所有的函数代码，且只有在程序执行时函数代码才会被拷贝到内存之中。这样使可执行文件比较小，进而节省了磁盘空间；更重要的是，如果库文件本身被更新了，不需要重新编译与它链接的源程序。

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gdb调试器

•         gdb（GNU Debugger）是由GNU计划完成的、受通用公共许可证（GPL）保护的一个功能强大的交互式程序调试工具，主要工作在字符模式下。gdb不仅可以用来调试C/C++语言编写的程序，还可以用来调试Pascal、Objective-C以及Fortran等语言编写的程序。gdb能在程序运行时观察程序的内部结构和内存的使用情况。gdb主要提供以下功能：
•  监视程序中变量的值的变化
•  设置断点，使程序在指定的位置暂停执行，便于检查程序数据和状态
• 单步执行代码
•  分析崩溃程序产生的core文件

• 命令形式：
•  gdb filename

gdb调试

文章篇幅太长了，就分开写啦~查看该文：GDB调试