[C++知识库]GCC家族无所不在

1 GCC常用命令

1.0 引言

GCC 的意思也只是 GNU C Compiler 而已。GCC 已经不仅仅能支持 C语言；它还支持 Ada 语言、C++ 语言、Java语言、Objective C 语言、Pascal 语言、COBOL语言，以及支持函数式编程和逻辑编程的 Mercury 语言，等等。而GCC 也不再单只是 GNU C 语言编译器的意思了，而是变成了 GNU Compiler Collection 也即是 GNU编译器家族的意思了。另一方面，说到 GCC 对于操作系统平台及硬件平台支持，概括起来就是一句话：无所不在。

接下来我们通过一个示例程序对GCC的常用命令进行认识，示例程序如下：

//test.c
#include<stdio.h>
int main(void)
{
	printf("Hello World!\n");
	return 0;
}

1.1 简单编译

键入命令：gcc test.c -o test，即可完成编译；接着运行完成。

1.2 实际编译

实质上，上述编译过程是分为四个阶段进行的，即预处理(也称预编译，Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。

（1） 预编译
键入命令：gcc -E test.c -o test.i
生成的 test.i 文件中存放着 test.c 经预处理之后的内容。

（2） 编译为汇编代码
键入命令：gcc -S test.i -o test.s
生成的 test.s 文件中存放着 test.i 在编译期间的生成的汇编代码内容。

（3） 汇编
键入命令： gcc -c test.s -o test.o
将生成的汇编代码文件 test.s，汇编器负责将其编译为目标文件。
（4） 连接
键入命令：gcc test.o -o test
将生成的 test.o，将其与Ｃ标准输入输出库进行连接，最终生成程序 test。

1.3 多个程序文件的编译

（1） gcc test1.c test2.c -o test 生成的可执行文件
例如：

（2） 如果同时处理的文件不止一个，GCC 仍然会按照预处理、编译和链接的过程依次进行。如果深究起来，上面这条命令大致相当于依次执行如下三条命令：

gcc -c test1.c -o test1.o
gcc -c test2.c -o test2.o
gcc test1.o test2.o

例如：

1.4 检错

gcc -pedantic illcode.c -o illcode

-pedantic ：能够帮助程序员发现一些不符合ANSI/ISO C 标准的代码，但不是全部，事实上只有 ANSI/ISO C 语言标准中要求进行编译器诊断的那些情况，才有可能被 GCC 发现并提出警告。

gcc -Wall illcode.c -o illcode GCC

-Wall ：能够使 GCC 产生尽可能多的警告信息。

gcc -Werror test.c

-Werror ：GCC 会在所有产生警告的地方停止编译，迫使程序员对自己的代码进行修改。

1.5 库文件连接

库文件：动态链接库（.so），静态链接库（.a）
函数库：头文件（.h），库文件（.so）

Linux 下的大多数函数都默认将头文件放到/usr/include/目录下，而库文件则放到/usr/lib/目录下。

（1） 编译

gcc –c –I /usr/dev/mysql/include test.c –o test.o

（2） 链接

gcc –L /usr/dev/mysql/lib –lmysqlclient test.o –o test

（3） 强制性使用静态链接库

gcc链接时会优先使用动态链接库，想强制使用静态链接库执行在命令中加-static

gcc –L /usr/dev/mysql/lib –static –lmysqlclient test.o –o test

静态链接时搜索路径顺序：
a、ld会去找gcc命令中的参数-L
b、gcc的环境变量LBRARY_PATH（指定程序静态链接库文件的搜索路径）
c、内定目录/lib /usr/lib /usr/local/lib
动态链接时搜索路径顺序：
a、编译目标代码时指定的动态库搜索路径
b、环境变量LD_LIBRARY_PATH（指定程序动态链接库文件的搜索路径）
c、配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径
d、默认的动态库搜索路径/lib
e、默认的动态库搜索路径/usr/lib

2 GCC大家族

2.1 gcc的伙伴

GCC 不是一个人在战斗，GCC 背后其实有一堆战友。

这里进行简单介绍

例如：

• 采用动态连接库：
  
• 采用静态链接库：
  
  通过上述例子也可见采用动态链接库会时执行文件小很多。

2.2 分析ELF文件

2.2.1 ELF 文件的段

链接器链接后生成的最终文件为 ELF 格式可执行文件，一个 ELF 可执行文件通常被链接为不同的段。位于 ELF Header 和 Section Header Table 之间的都是段。一个典型的 ELF 文件包含下面几个段：

2.2.2 查看ELF

键入命令： readelf -S hello
（这里用作者的hello文件，也可以是其他。）

2.2.3 反汇编ELF

由于 ELF 文件无法被当做普通文本文件打开，如果希望直接查看一个 ELF 文件包含的指令和数据，需要使用反汇编的方法。使用 objdump -D 对其进行反汇编如下：

• 使用 objdump -S 将其反汇编并且将其 C 语言源代码混合显示出来：
  分别键入：

 gcc -o hello -g hello.c //要加上-g 选项
 objdump -S hello

3 总结

上面对GCC的进一步学习和了解，能认识不少与GCC相互协作的工具。在此基础上，也能促使更进一步了解和掌握GCC的灵活运用。当然，光知道了不用也不行，在你尝试过这次操作之后，希望能多多应用和思考。

4 参考资料

使用gcc和gcc的伙伴