gcc編譯器學習

1、gcc編譯器學習gcc and g+分別是gnu的c&c+編譯器gcc/g+在執(zhí)行編譯工作的時候，總共需要4步1.預處理,生成.i的文件預處理器cpp2.將預處理后的文件不轉換成匯編語言,生成文件.s編譯器egcs3.有匯編變?yōu)槟繕舜a(機器代碼)生成.o的文件匯編器as4.連接目標代碼,生成可執(zhí)行程序鏈接器ld開始.首先，我們應該知道如何調用編譯器。實際上，這很簡單。我們將從那個著名的第一個C程序開始。#include stdio.h int main()printf(Hello World！n)；把這個文件保存為game.c。你可以在命令行下編譯它：gcc game.c在默認情況下，C編譯

2、器將生成一個名為a.out的可執(zhí)行文件。你可以鍵入如下命令運行它：a.out Hello World每一次編譯程序時，新的a.out將覆蓋原來的程序。你無法知道是哪個程序創(chuàng)建了a.out。我們可以通過使用-o編譯選項，告訴gcc我們想把可執(zhí)行文件叫什么名字。我們將把這個程序叫做game，我們可以使用任何名字，因為C沒有Java那樣的命名限制。gcc-o game game.c game Hello World到現(xiàn)在為止，我們離一個有用的程序還差得很遠。如果你覺得沮喪，你可以想一想我們已經編譯并運行了一個程序。因為我們將一點一點為這個程序添加功能，所以我們必須保證讓它能夠運行。似乎每個剛開始學編

3、程的程序員都想一下子編一個1000行的程序，然后一次修改所有的錯誤。沒有人，我是說沒有人，能做到這個。你應該先編一個可以運行的小程序，修改它，然后再次讓它運行。這可以限制你一次修改的錯誤數(shù)量。另外，你知道剛才做了哪些修改使程序無法運行，因此你知道應該把注意力放在哪里。這可以防止這樣的情況出現(xiàn)：你認為你編寫的東西應該能夠工作，它也能通過編譯，但它就是不能運行。請切記，能夠通過編譯的程序并不意味著它是正確的。下一步為我們的游戲編寫一個頭文件。頭文件把數(shù)據類型和函數(shù)聲明集中到了一處。這可以保證數(shù)據結構定義的一致性，以便程序的每一部分都能以同樣的方式看待一切事情。#ifndef DECK_H#defi

4、ne DECK_H#define DECKSIZE 52 typedef struct deck_tint cardDECKSIZE；int dealt；deck_t；#endif把這個文件保存為deck.h。只能編譯.c文件，所以我們必須修改game.c。在game.c的第2行，寫上#includedeck.h。在第5行寫上deck_t deck；。為了保證我們沒有搞錯，把它重新編譯一次。gcc-o game game.c如果沒有錯誤，就沒有問題。如果編譯不能通過，那么就修改它直到能通過為止。預編譯編譯器是怎么知道deck_t類型是什么的呢?因為在預編譯期間，它實際上把deck.h文件復制到

5、了game.c文件中。源代碼中的預編譯指示以#為前綴。你可以通過在gcc后加上-E選項來調用預編譯器。gcc-E-o game_precompile.txt game.c wc-l game_precompile.txt3199 game_precompile.txt幾乎有3200行的輸出！其中大多數(shù)來自stdio.h包含文件，但是如果你查看這個文件的話，我們的聲明也在那里。如果你不用-o選項指定輸出文件名的話，它就輸出到控制臺。預編譯過程通過完成三個主要任務給了代碼很大的靈活性。把include的文件拷貝到要編譯的源文件中。用實際值替代define的文本。在調用宏的地方進行宏替換。這就使你能

6、夠在整個源文件中使用符號常量(即用DECKSIZE表示一付牌中的紙牌數(shù)量)，而符號常量是在一個地方定義的，如果它的值發(fā)生了變化，所有使用符號常量的地方都能自動更新。在實踐中，你幾乎不需要單獨使用-E選項，而是讓它把輸出傳送給編譯器。編譯作為一個中間步驟，gcc把你的代碼翻譯成匯編語言。它一定要這樣做，它必須通過分析你的代碼搞清楚你究竟想要做什么。如果你犯了語法錯誤，它就會告訴你，這樣編譯就失敗了。人們有時會把這一步誤解為整個過程。但是，實際上還有許多工作要gcc去做呢。匯編as把匯編語言代碼轉換為目標代碼。事實上目標代碼并不能在CPU上運行，但它離完成已經很近了。編譯器選項-c把.c文件轉換為

7、以.o為擴展名的目標文件。如果我們運行gcc-c game.c我們就自動創(chuàng)建了一個名為game.o的文件。這里我們碰到了一個重要的問題。我們可以用任意一個.c文件創(chuàng)建一個目標文件。正如我們在下面所看到的，在連接步驟中我們可以把這些目標文件組合成可執(zhí)行文件。讓我們繼續(xù)介紹我們的例子。因為我們正在編寫一個紙牌游戲，我們已經把一付牌定義為deck_t，我們將編寫一個洗牌函數(shù)。這個函數(shù)接受一個指向deck類型的指針，并把一付隨機的牌裝入deck類型。它使用drawn數(shù)組跟蹤記錄那些牌已經用過了。這個具有DECKSIZE個元素的數(shù)組可以防止我們重復使用一張牌。#include stdlib.h#incl

8、ude stdio.h#include time.h#includedeck.hstatic time_t seed=0；void shuffle(deck_t*pdeck)int drawnDECKSIZE=0；int i；if(0=seed)seed=time(NULL)；srand(seed)；for(i=0；i DECKSIZE；i+)int value=-1；dovalue=rand()%DECKSIZE；while(drawnvalue！=0)；drawnvalue=1；printf(%in,value)；pdeck-cardi=value；pdeck-dealt=0；return

9、；把這個文件保存為shuffle.c。我們在這個代碼中加入了一條調試語句，以便運行時，能輸出所產生的牌號。這并沒有為我們的程序添加功能，但是現(xiàn)在到了關鍵時刻，我們看看究竟發(fā)生了什么。因為我們的游戲還在初級階段，我們沒有別的辦法確定我們的函數(shù)是否實現(xiàn)了我們要求的功能。使用那條printf語句，我們就能準確地知道現(xiàn)在究竟發(fā)生了什么，以便在開始下一階段之前我們知道牌已經洗好了。在我們對它的工作感到滿意之后，我們可以把那一行語句從代碼中刪掉。這種調試程序的技術看起來很粗糙，但它使用最少的語句完成了調試任務。以后我們再介紹更復雜的調試器。請注意兩個問題。我們用傳址方式傳遞參數(shù)，你可以從&(取地址)操作符

10、看出來。這把變量的機器地址傳遞給了函數(shù)，因此函數(shù)自己就能改變變量的值。也可以使用全局變量編寫程序，但是應該盡量少使用全局變量。指針是C的一個重要組成部分，你應該充分地理解它。我們在一個新的.c文件中使用函數(shù)調用。操作系統(tǒng)總是尋找名為main的函數(shù)，并從那里開始執(zhí)行。shuffle.c中沒有main函數(shù)，因此不能編譯為獨立的可執(zhí)行文件。我們必須把它與另一個具有main函數(shù)并調用shuffle的程序組合起來。運行命令gcc-c shuffle.c并確定它創(chuàng)建了一個名為shuffle.o的新文件。編輯game.c文件，在第7行，在deck_t類型的變量deck聲明之后，加上下面這一行：shuffle

11、(&deck)；現(xiàn)在，如果我們還象以前一樣創(chuàng)建可執(zhí)行文件，我們就會得到一個錯誤gcc-o game game.c/tmp/ccmiHnJX.o：In functionmain：/tmp/ccmiHnJX.o(.text+0xf)：undefined reference toshufflecollect2：ld returned 1exit status譯成功了，因為我們的語法是正確的。但是連接步驟卻失敗了，因為我們沒有告訴編譯器shuffle函數(shù)在哪里。那么，到底什么是連接?我們怎樣告訴編譯器到哪里尋找這個函數(shù)呢?連接連接器ld，使用下面的命令，接受前面由as創(chuàng)建的目標文件并把它轉換為可執(zhí)行文

12、件gcc-o game game.o shuffle.o這將把兩個目標文件組合起來并創(chuàng)建可執(zhí)行文件game。連接器從shuffle.o目標文件中找到shuffle函數(shù)，并把它包括進可執(zhí)行文件。目標文件的真正好處在于，如果我們想再次使用那個函數(shù)，我們所要做的就是包含deck.h文件并把shuffle.o目標文件連接到新的可執(zhí)行文件中。象這樣的代碼重用是經常發(fā)生的。雖然我們并沒有編寫前面作為調試語句調用的printf函數(shù)，連接器卻能從我們用#include stdlib.h語句包含的文件中找到它的聲明，并把存儲在C庫(/lib/libc.so.6)中的目標代碼連接進來。這種方式使我們可以使用已能正

13、確工作的其他人的函數(shù)，只關心我們所要解決的問題。這就是為什么頭文件中一般只含有數(shù)據和函數(shù)聲明，而沒有函數(shù)體。一般，你可以為連接器創(chuàng)建目標文件或函數(shù)庫，以便連接進可執(zhí)行文件。我們的代碼可能產生問題，因為在頭文件中我們沒有放入任何函數(shù)聲明。為了確保一切順利，我們還能做什么呢?另外兩個重要選項-Wall選項可以打開所有類型的語法警告，以便幫助我們確定代碼是正確的，并且盡可能實現(xiàn)可移植性。當我們使用這個選項編譯我們的代碼時，我們將看到下述警告：game.c：9：warning：implicit declaration of functionshuffle這讓我們知道還有一些工作要做。我們需要在頭文件中

14、加入一行代碼，以便告訴編譯器有關shuffle函數(shù)的一切，讓它可以做必要的檢查。聽起來象是一種狡辯，但這樣做可以把函數(shù)的定義與實現(xiàn)分離開來，使我們能在任何地方使用我們的函數(shù)，只要包含新的頭文件并把它連接到我們的目標文件中就可以了。下面我們就把這一行加入deck.h中。void shuffle(deck_t*pdeck)；這就可以消除那個警告信息了。另一個常用編譯器選項是優(yōu)化選項-O#(即-O2)。這是告訴編譯器你需要什么級別的優(yōu)化。編譯器具有一整套技巧可以使你的代碼運行得更快一點。對于象我們這種小程序，你可能注意不到差別，但對于大型程序來說，它可以大幅度提高運行速度。你會經常碰到它，所以你應該

15、知道它的意思。調試我們都知道，代碼通過了編譯并不意味著它按我們得要求工作了。你可以使用下面的命令驗證是否所有的號碼都被使用了game|sort-n|less并且檢查有沒有遺漏。如果有問題我們該怎么辦?我們如何才能深入底層查找錯誤呢?你可以使用調試器檢查你的代碼。大多數(shù)發(fā)行版都提供著名的調試器：gdb。如果那些眾多的命令行選項讓你感到無所適從，那么你可以使用KDE提供的一個很好的前端工具KDbg。還有一些其它的前端工具，它們都很相似。要開始調試，你可以選擇然后找到你的game程序。當你按下F5鍵或選擇Execution-從菜單運行時，你可以在另一個窗口中看到輸出。怎么回事?在那個窗口中我們什么也

16、看不到。不要擔心，KDbg沒有出問題。問題在于我們在可執(zhí)行文件中沒有加入任何調試信息，所以KDbg不能告訴我們內部發(fā)生了什么。編譯器選項-g可以把必要的調試信息加入目標文件。你必須用這個選項編譯目標文件(擴展名為.o)，所以命令行成了：gcc-g-c shuffle.c game.c gcc-g-o game game.o shuffle.o這就把鉤子放入了可執(zhí)行文件，使gdb和KDbg能指出運行情況。調試是一種很重要的技術，很值得你花時間學習如何使用。調試器幫助程序員的方法是它能在源代碼中設置斷點。現(xiàn)在你可以用右鍵單擊調用shuffle函數(shù)的那行代碼，試著設置斷點。那一行邊上會出現(xiàn)一個紅色的

17、小圓圈?，F(xiàn)在當你按下F5鍵時，程序就會在那一行停止執(zhí)行。按F8可以跳入shuffle函數(shù)。呵，我們現(xiàn)在可以看到shuffle.c中的代碼了！我們可以控制程序一步一步地執(zhí)行，并看到究竟發(fā)生了什么事。如果你把光標暫停在局部變量上，你將能看到變量的內容。太好了。這比那條printf語句好多了，是不是?小結本文大體介紹了編譯和調試C程序的方法。我們討論了編譯器走過的步驟，以及為了讓編譯器做這些工作應該給gcc傳遞哪些選項。我們簡述了有關連接共享函數(shù)庫的問題，最后介紹了調試器。真正了解你所從事的工作還需要付出許多努力，但我希望本文能讓你正確地起步。你可以在gcc、as和ld的man和info page中

18、找到更多的信息。自己編寫代碼可以讓你學到更多的東西。作為練習你可以以本文的紙牌游戲為基礎，編寫一個21點游戲。那時你可以學學如何使用調試器。使用GUI的KDbg開始可以更容易一些。如果你每次只加入一點點功能，那么很快就能完成。切記，一定要保持程序一直能運行！要想編寫一個完整的游戲，你需要下面這些內容：一個紙牌玩家的定義(即，你可以把deck_t定義為player_t)。一個給指定玩家發(fā)一定數(shù)量牌的函數(shù)。記住在紙牌中要增加已發(fā)牌的數(shù)量，以便能知道還有那些牌可發(fā)。還要記住玩家手中還有多少牌。一些與用戶的交互，問問玩家是否還要另一張牌。一個能打印玩家手中的牌的函數(shù)。card等于value%13(得數(shù)

19、為0到12)，suit等于value/13(得數(shù)為0到3)。一個能確定玩家手中的value的函數(shù)。Ace的value為零并且可以等于1或11。King的value為12并且可以等于10。GCC編譯選項解析GCC是Linux下基于命令行的C語言編譯器，其基本的使用語法如下。gccoption|對于編譯C+的源程序，其基本語法如下：g+option|其中option為GCC使用時的選項，而為需要GCC做編譯的處理的的文件名。就GCC來說，其本身是一個十分復雜的的命令，合理的使用其命令選項可以有效地提高程序的編譯效率、優(yōu)化代碼，GCC擁有眾多的命令選項，有超過100個的編譯選項可用，按其應有如下的分

20、類。常用編譯選項-c選項：這是GCC命令的常用選項。-c選項告訴GCC僅把源程序編譯為目標代碼而不做鏈接工作，所以采用該選項的編譯指令不會生成最終的可執(zhí)行程序，而是生成一個與源程序文件名相同的以.o為后綴的目標文件。例如一個Test.c的源程序經過下面的編譯之后會生成一個Test.o文件#gcc cTest.h-S選項：使用該選項會生成一個后綴名為.s的匯編語言文件，但是同樣不會生成可執(zhí)行程序。-e選項：-e選項只對文件進行預處理，預處理的輸出結果被送到標準輸出(比如顯示器)。-v選項：在Shell的提示符號下鍵入gcc v，屏幕上就會顯示出目前正在使用的gcc版本的信息.-x languag

21、e：強制編譯器指定的語言編譯器來編譯某個源程序。例如下面的指令：#gcc-x c+p1.c該指令表示強制采用C+編譯器來編譯C程序P1.c。-I DIR選項：庫依賴選項，指定庫及頭文件路徑。在Linux下開發(fā)程序的時候，統(tǒng)常來講都需要借助一個或多個函數(shù)庫的支持才能夠完成相應的功能。一般情況下，Linux下的大多數(shù)函數(shù)都將頭文件放到系統(tǒng)/usr/include目錄下，而庫文件則放到/usr/lib目錄下。但在有些情況下并不是這樣的，在這些情況下，使用GCC編譯時必須指定所需要的頭文件和庫文件所在的路徑。-I選項可以向GCC的頭文件搜索路徑中添加新的目錄DIR。例如，一個源程序所依賴的頭文件在用戶

22、/home/include/目錄下，此時就應該使用-I選項來指定。#gcc I/home/include-o test test.c-L DIR：類似于上面的情況，用來特別指定所依賴庫所在的路徑如果使用不在標準位置的庫，那么可以通過-L選項向GCC的庫文件搜索路徑中添加新的目錄。例如，一個程序要用到的庫libapp.so在/home/zxq/lib/目錄下，為了能讓GCC能夠順利地鏈接該庫，可以使用下面的指令：#gcc-Test.c-L/home/zxq/lib/-lapp oTest這里的-L選項表示GCC去鏈接庫文件libapp.so。在Linux下的庫文件在命名時遵循了一個約定，那就是應

23、該以lib三個字母開頭，由于所有的庫文件都遵循了同樣的規(guī)范，因此在使用-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-lapp進行處理的時候，會自動去鏈接名為libapp.so的文件-static選項：GCC在默認情況下鏈接的是動態(tài)庫，有時為了把一些函數(shù)靜態(tài)編譯到程序中，而無需鏈接動態(tài)庫就采用-static選項，它會強制程序連接靜態(tài)庫。-o選項：在默認的狀態(tài)下，如果GCC指令沒有指定編譯選項的情況下會在當前目錄下生成一個名為a.out的可執(zhí)行程序，例如：執(zhí)行#gcc Test.c命令后會生成一個名為a.out的可執(zhí)行程序。因此，為了指定生成的可執(zhí)行程序的文件名，就可以采

24、用-o選項，比如下名的指令：#gcc oTest Test.c執(zhí)行該指令會在當前目錄下生成一個名為Test的可執(zhí)行文件。出錯檢查和警告提示選項GCC編譯器包含完整的出錯檢查和警告提示功能，比如GCC提供了30多條警示信息和3個警告級別，使用這些選項有助于增強程序的穩(wěn)定性和更加完善程序代碼的設計，此類選項常用的如下。-pedantic以ANSI/ISO C標準列出的所有警告當GCC在編譯不符合ANSI/ISO C語言標準的源代碼時，如果在編譯指令中加上了-pedantic選項，那么源程序中使用了擴展語法的地方將產生相應的警告信息。-w禁止輸出警告信息-Werror將所有警告轉換為錯誤Werror

25、選項要求GCC將所有的警告當成錯誤進行處理，這在使用自動編譯工具(如Make等)時非常有用。如果編譯時帶上-Werror選項，那么GCC會在所有產生警告的地方停止編譯，只有程序員對源代碼進行修改并起相應的警告信息消除時，才能夠繼續(xù)完成后續(xù)的編譯工作。-Wall顯示所有的警告信息-Wall選項可以打開所有類型的語法警告，以便于確定程序源代碼是否是正確的，并且盡可能實現(xiàn)可移植性。對Linux開發(fā)人員來講，GCC給出的警告信息是很有價值的，它們不僅可以幫助程序員寫出更加健壯的程序，而且還是跟蹤和調試程序的有力工具。建議在用GCC編譯源代碼時始終帶上-Wall選項，養(yǎng)成良好的習慣。代碼優(yōu)化選項代碼優(yōu)化是指編譯器通過分析源代碼找出其中尚未達到最優(yōu)的部分，然后對其重新進行組合，進而改善代碼的執(zhí)行性能。GCC通過提供編譯選項-On來控制