GCC簡介

1、GCC經(jīng)過那么多年的發(fā)展，已經(jīng)從最初的C編譯器轉(zhuǎn)變成了編譯器的集合，官方定義是GNU Complier Collection，現(xiàn)在的GCC不僅支持C還支持C++、Java等語言。
2、GCC是一個編譯系統(tǒng)的驅(qū)動程序，負責解析輸入的參數(shù)，依次調(diào)用預(yù)處理器（cpp）、編譯器（ccl/cclplus）、匯編器（as）、鏈接器（ld）生成可執(zhí)行文件。
3、GCC 和 G++ 的區(qū)別并不是前者用來編譯C代碼，后者用來編譯 C++ 代碼。它們的區(qū)別是GCC把后綴為c的文件當C代碼處理（ccl編譯），而 G++ 則當作 C++ 處理（cclplus編譯），對于后綴為cpp的文件gcc和 g++ 處理過程沒有什么區(qū)別。GCC默認是不能編譯 C++ 程序的，需要加上-lstdc++選項，G++ 是可以直接編譯的，G++相當于是對GCC的封裝。

GCC編譯過程

在介紹GCC編譯步驟之前，首先需要了解GCC支持的后綴文件類型。

GCC編譯流程分為四個步驟：預(yù)處理（生成.i/.ii文件）、編譯（生成.s/.S文件）、匯編（生成.o文件）、鏈接（生成可執(zhí)行文件）。

gcc指令的一般格式為：
gcc [選項] 要編譯的文件 [選項] [目標文件]
其中，目標文件可缺省，gcc默認生成可執(zhí)行的文件為a.out

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

1、預(yù)處理
對于該階段，gcc將stdio.h文件中的代碼包含進這段程序，我們可以利用gcc -E test.c -o test.i命令來生成預(yù)處理過的.i文件。-E選項代表讓gcc在預(yù)處理階段后停止編譯。test.i文件中的內(nèi)容如下所示，可以看出stdio.h文件中的內(nèi)容被展開。

extern int fprintf (FILE *__restrict __stream,
  __const char *__restrict __format, ...);
  ......
  # 8 "test.c" 2
int main()
{
    printf("Hello World\n");
    return 0;
}

2、編譯
該階段主要是對預(yù)編譯后的.i文件編譯，生成匯編代碼的.s文件。gcc首先要檢查代碼的規(guī)范性、是否有語法錯誤等，以確定代碼的實際要做的工作，在檢查無誤后，gcc把代碼翻譯成匯編語言。我們可以使用-S選項來進行查看，該選項只進行編譯而不進行匯編過程，生成匯編代碼。
我們可以利用gcc -S test.i -o test.s命令進行編譯過程。test.s文件中的內(nèi)容如下所示。

    .file   "test.c"
    .section    .rodata
.LC0:
    .string "Hello World"
    .text
.globl main
    .type   main, @function
main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    andl    $-16, %esp
    subl    $16, %esp
    movl    $.LC0, (%esp)
    call    puts
    movl    $0, %eax
    leave
    ret
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (GNU) 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-16)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

3、匯編
該階段是將編譯后的.s文件轉(zhuǎn)化成二進制文件.o的過程，利用-c選項就可以生成二進制.o文件。我們可以利用gcc -c test.s -o test.o生成二進制代碼。
4、鏈接

該階段主要將成功編譯的二進制文件進行鏈接操作，生成可執(zhí)行文件。利用gcc test.o -o test生成可執(zhí)行文件test，運行./test即可打印出hello world。

總結(jié)一下：

gcc -E  test.c -o test.i    //把原代碼交給cpp預(yù)處理器生成經(jīng)過預(yù)處理后的中間文件test.i
gcc -S test.i -o test.s     //把經(jīng)過預(yù)處理之后的test.i文件交給編譯器cc1生成test.s文件
gcc -c test.s -o test.o     //把經(jīng)過編譯后匯編文件test.s交給as進行匯編，生成目標test.o文件
gcc test.o -o test          //將as匯編之后的目標文件交給ld鏈接成一個可執(zhí)行的文件test

GCC常用編譯選項

1、總體編譯選項

表中前邊幾個選項在GCC編譯步驟中已經(jīng)有所了解，主要對表中后四個選項進行介紹。
當我們進行程序開發(fā)時，基本都會用到很多函數(shù)庫，從程序員的角度看，函數(shù)庫就是封裝的一些頭文件（.h）和庫文件（.a/.so），Linux系統(tǒng)下頭文件一般默認放到/usr/include/目錄下，庫文件放在/usr/lib/目錄下，如果我們使用的庫不在標準路徑下，我們就需要指定頭文件和庫文件的路徑以便讓gcc找到它們。
舉個例子，假設(shè)上一節(jié)test.c主要實現(xiàn)C語言連接mysql數(shù)據(jù)庫的功能，我們從官網(wǎng)下載的mysql connectors的頭文件在/usr/local/mysq/include/路徑下，庫函數(shù)在/usr/local/mysql/lib/路徑下。
我們可以利用

gcc -c -I /usr/local/mysql/include test.c -o test.o

生成test.o二進制文件，再利用

gcc -L /usr/local/mysql/lib -lmysqlclient test.o -o test

進行鏈接操作產(chǎn)生可執(zhí)行的test文件。這兩步也可以合成一步，直接生成可執(zhí)行的test文件

gcc -I /usr/local/mysql/include -L /usr/local/mysql/lib -lmysqlclient test.c -o test

Linux下的庫文件分為兩大類分別是動態(tài)鏈接庫（通常以.so結(jié)尾）和靜態(tài)鏈接庫（通常以.a結(jié)尾），二者的區(qū)別僅在于程序執(zhí)行時所需的代碼是在運行時動態(tài)加載的，還是在編譯時靜態(tài)加載的。
默認情況下， GCC在鏈接時優(yōu)先使用動態(tài)鏈接庫，只有當動態(tài)鏈接庫不存在時才考慮使用靜態(tài)鏈接庫，如果需要使用靜態(tài)鏈接庫可以在編譯時加上-static選項，強制使用靜態(tài)鏈接庫。
比如在/usr/local/mysql/lib目錄下有鏈接時所需要的庫文件libmysqlclient.so和libmysqlclient.a，為了讓GCC在鏈接時只用到靜態(tài)鏈接庫，可以使用下面的命令:
gcc –L /usr/local/mysql/lib -static –lmysqlclient test.o –o test

需要注意的是：

• -I dir和-L dir都只是指定了路徑，而沒有指定文件，因此不能在路徑中包含文件名。
• 另外值得詳細解釋一下的是-l選項， 它指示gcc去連接庫文件libXXX.so。由于在Linux下的庫文件命名時有一個規(guī)定：必須以lib三個字母開頭。因此在用-l選項指定鏈接的庫文件名時可以省去lib三個字母。也就是說gcc在對”-lXXX”進行處理時，會自動去鏈接名為libXXX.so的文件。

2、其他常用編譯選項

參考文獻：

GCC學(xué)習(xí)總結(jié)

Linux GCC常用命令

GCC 編譯詳解