gcc的幾個(gè)妙用

gcc的學(xué)習(xí)在C接觸到linux以后就開始不斷的學(xué)習(xí)，也知道了一些基本的用法，但是關(guān)于gcc的使用還是有很多值得我們加深的地方。gcc 只是一個(gè)編譯工具而已。也就相當(dāng)于我們?cè)趙indows環(huán)境下的visual c++等一樣，區(qū)別是visual c++是基于IDE的，而gcc是這些IDE的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)linux程序設(shè)計(jì)必然會(huì)學(xué)習(xí)gcc。

 

gcc實(shí)質(zhì)是完成程序的編譯和鏈接，程序的編譯是指從一種文件類型轉(zhuǎn)換到另一種文件類型的過(guò)程。一個(gè)C語(yǔ)言程序轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行程序的基本步驟如下：

1、編寫程序（vi，emacs等軟件）

2、程序預(yù)編譯（cpp）

3、編譯成匯編程序（cc）

4、匯編程序（as）

5、鏈接程序（ld）

 

其中的這些過(guò)程都已經(jīng)被gcc包含，我們?cè)趯?shí)際的編譯過(guò)程中采用了gcc main.c -o main.exe即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序的編譯和鏈接。并不需要一步一步的實(shí)現(xiàn)，但是我們?cè)诜治龅倪^(guò)程中又必須注意一個(gè)C語(yǔ)言文件的處理過(guò)程以及相應(yīng)的處理程序。

 

關(guān)于gcc的基本含義用法就不再詳細(xì)的說(shuō)明了，我覺得最簡(jiǎn)單的使用方法是通過(guò)軟件的help學(xué)習(xí)軟件。

[gong@Gong-Computer test]$ gcc --help
Usage: gcc [options] file...
Options:
  -pass-exit-codes         Exit with highest error code from a phase
  --help                   Display this information
  --target-help            Display target specific command line options
  --help={target|optimizers|warnings|params|[^]{joined|separate|undocumented}}[,...]
                           Display specific types of command line options
  (Use '-v --help' to display command line options of sub-processes)
  --version                Display compiler version information
  -dumpspecs               Display all of the built in spec strings
  -dumpversion             Display the version of the compiler
  -dumpmachine             Display the compiler's target processor
  -print-search-dirs       Display the directories in the compiler's search path
  -print-libgcc-file-name  Display the name of the compiler's companion library
  -print-file-name=<lib>   Display the full path to library <lib>
  -print-prog-name=<prog>  Display the full path to compiler component <prog>
  -print-multi-directory   Display the root directory for versions of libgcc
  -print-multi-lib         Display the mapping between command line options and
                           multiple library search directories
  -print-multi-os-directory Display the relative path to OS libraries
  -print-sysroot           Display the target libraries directory
  -print-sysroot-headers-suffix Display the sysroot suffix used to find headers
  -Wa,<options>            Pass comma-separated <options> on to the assembler
  -Wp,<options>            Pass comma-separated <options> on to the preprocessor
  -Wl,<options>            Pass comma-separated <options> on to the linker
  -Xassembler <arg>        Pass <arg> on to the assembler
  -Xpreprocessor <arg>     Pass <arg> on to the preprocessor
  -Xlinker <arg>           Pass <arg> on to the linker
  -combine                 Pass multiple source files to compiler at once
  -save-temps              Do not delete intermediate files
  -save-temps=<arg>        Do not delete intermediate files
  -no-canonical-prefixes   Do not canonicalize paths when building relative
                           prefixes to other gcc components
  -pipe                    Use pipes rather than intermediate files
  -time                    Time the execution of each subprocess
  -specs=<file>            Override built-in specs with the contents of <file>
  -std=<standard>          Assume that the input sources are for <standard>
  --sysroot=<directory>    Use <directory> as the root directory for headers
                           and libraries
  -B <directory>           Add <directory> to the compiler's search paths
  -b <machine>             Run gcc for target <machine>, if installed
  -V <version>             Run gcc version number <version>, if installed
  -v                       Display the programs invoked by the compiler
  -###                     Like -v but options quoted and commands not executed
  -E                       Preprocess only; do not compile, assemble or link
  -S                       Compile only; do not assemble or link
  -c                       Compile and assemble, but do not link
  -o <file>                Place the output into <file>
  -x <language>            Specify the language of the following input files
                           Permissible languages include: c c++ assembler none
                           'none' means revert to the default behavior of
                           guessing the language based on the file's extension

Options starting with -g, -f, -m, -O, -W, or --param are automatically
 passed on to the various sub-processes invoked by gcc.  In order to pass
 other options on to these processes the -W<letter> options must be used.

For bug reporting instructions, please see:
<http://bugzilla.redhat.com/bugzilla>.

 

從上面的結(jié)果可以知道基本的用法。

但是還是有幾個(gè)需要注意的地方，這也是我們學(xué)習(xí)gcc時(shí)不經(jīng)常使用，但又非常有用的幾個(gè)用法。

1、采用gcc實(shí)現(xiàn)預(yù)編譯，預(yù)編譯可以實(shí)現(xiàn)代碼的檢查，特別是宏定義的檢查，通過(guò)預(yù)編譯檢查實(shí)際的代碼是否出錯(cuò)，這是非常有用的檢查方式。

由于預(yù)編譯以后宏定義被擴(kuò)展了，這時(shí)對(duì)源碼的分析就能找出代碼宏定義等是否存在錯(cuò)誤，特別時(shí)一些不容易發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。

[gong@Gong-Computer Example]$ vi main.c

采用重定向的方式改變輸出流，便于檢查錯(cuò)誤所在。
[gong@Gong-Computer Example]$ gcc -E main.c > main.pre.c

[gong@Gong-Computer Example]$ vi main.pre.c

從上面的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)我們的宏已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)展。通過(guò)分析宏的擴(kuò)展可以分析代碼是否正確。
比如我將宏定義max(x,y)改寫為max (x,y)就會(huì)出現(xiàn)下面的結(jié)果。如下圖所示。

從856行的結(jié)果我們可以知道，上面的代碼并不是我們需要的情況，這說(shuō)明我們的代碼存在問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了宏定義的檢測(cè)。這是非常有用的一種檢測(cè)方式。

 

2、產(chǎn)生鏡像文件

基本的實(shí)現(xiàn)方法是：注意Wl逗號(hào)后面跟著需要傳遞的參數(shù)，逗號(hào)后面不能存在空格，否則出現(xiàn)錯(cuò)誤。

gcc -Wl,-Map=file.map file.c -o target

關(guān)于選項(xiàng)-Wl的使用可以參考help，這是我的一個(gè)截圖

從上面說(shuō)明可以知道-Wl用于傳遞參數(shù)給鏈接器。當(dāng)然也有傳遞給匯編器和預(yù)編譯的選項(xiàng)。

通過(guò)上面的選項(xiàng)可以得到一個(gè)鏡像文件，通過(guò)打開鏡像文件來(lái)程序的結(jié)構(gòu)。

[gong@Gong-Computer Example]$ gcc -Wl,-Map=main.map main.c -o main.exe
[gong@Gong-Computer Example]$ vi main.map

上面只是其中的一部分，還有很多的內(nèi)容。其中這些內(nèi)容指出了程序的基本分布情況。

 

3、匯編程序

匯編語(yǔ)言是不可避免要學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)語(yǔ)言，但是很多時(shí)候并不需要完全手動(dòng)的編寫匯編語(yǔ)言，我們可以采用gcc實(shí)現(xiàn)一段程序的匯編形式，只需要選擇正確的選項(xiàng)即可。

gcc -S file.c

實(shí)現(xiàn)如下：

[gong@Gong-Computer Example]$ gcc -S main.c
[gong@Gong-Computer Example]$ vi main.s

從上面的代碼就知道了基本的匯編形式，當(dāng)然也可以自己設(shè)計(jì)，但是該選項(xiàng)簡(jiǎn)化了匯編語(yǔ)言的設(shè)計(jì)。

4、在gcc中函數(shù)庫(kù)，鏈接庫(kù)的調(diào)用，這是比較難以掌握和容易出錯(cuò)的地方。

在靜態(tài)編譯的情況下：

gcc file.c -o file -Llibpath -llibname 

 

gcc中-L主要是指明函數(shù)庫(kù)的查找目錄，-L后緊跟著目錄而不是文件。-l后面緊跟著需要連接的庫(kù)名，需要主要的是靜態(tài)庫(kù)通常是以 libfile.a命名，這時(shí)-l后的庫(kù)名只能是file，而不是libfile.a。這是需要注意的。一般情況下總是將-l放在最后。但是需要注意的是各個(gè)庫(kù)之間的依賴關(guān)系。依賴關(guān)系沒(méi)有搞清楚也會(huì)導(dǎo)致編譯出現(xiàn)錯(cuò)誤。

下面的代碼如下：

簡(jiǎn)要的介紹一些靜態(tài)庫(kù)的創(chuàng)建方式。

首先需要注意的時(shí)靜態(tài)編譯是指將一些庫(kù)函數(shù)編譯到程序中，這樣會(huì)增加程序的大小。動(dòng)態(tài)庫(kù)則是在運(yùn)行過(guò)程中添加到程序中，這樣可以減小程序的大小。兩種方式都有各自的優(yōu)勢(shì)。

從上面的程序我們可以知道foo程序依賴bar程序，而main程序則依賴foo程序，所以這樣就形成了一定的關(guān)系，一般來(lái)說(shuō)只有將依賴的庫(kù)函數(shù)寫在最右邊才能保證其他的庫(kù)函數(shù)依賴該庫(kù)函數(shù)。

[gong@Gong-Computer test]$ gcc -o main  main.c -L. -lbar -lfoo
./libfoo.a(foo.o): In function `foo':
foo.c:(.text+0x13): undefined reference to `bar'
collect2: ld returned 1 exit status

 

[gong@Gong-Computer test]$ gcc -o main  main.c -L. -lfoo -lbar
以上的兩個(gè)編譯過(guò)程只是存在一個(gè)差異就是庫(kù)的擺放順序存在差別，第一種情況下由于foo依賴bar，而bar庫(kù)不能被foo調(diào)用，因此出錯(cuò)。而第二種則滿足foo依賴bar，main依賴foo的關(guān)系。其中的-L.表示庫(kù)函數(shù)的搜索目錄為當(dāng)前目錄。也可以換成其他的目錄。

 

因此在gcc中添加庫(kù)時(shí)，需要注意庫(kù)名和庫(kù)的順序，最好采用一定的依賴關(guān)系圖分析實(shí)現(xiàn)。具體的就要我們?cè)谠O(shè)計(jì)程序時(shí)自己的考慮各個(gè)庫(kù)函數(shù)之間的關(guān)系。

 

gcc -shared -fPCI -o libname.so file.o
動(dòng)態(tài)庫(kù)的使用可以將創(chuàng)建好的動(dòng)態(tài)庫(kù)放在/usr/lib下，然后在函數(shù)中即可實(shí)現(xiàn)調(diào)用。

 

gcc的其他一些用法：

查找系統(tǒng)文件路徑：gcc -v main.c