gcc 编译命令详解及最佳实践
GCC介绍
GCC（英文全拼：GNU Compiler Collection）是 GNU 工具链的主要组成部分，是一套以 GPL 和 LGPL 许可证发布的程序语言编译器自由软件，由 Richard Stallman 于 1985 年开始开发。
GCC 原名为 GNU C语言编译器，因为它原本只能处理 C 语言，但如今的 GCC 不仅可以编译 C、C++ 和 Objective-C，还可以通过不同的前端模块支持各种语言，包括 Java、Fortran、Ada、Pascal、Go 和 D 语言等等。
GCC 的编译过程可以划分为四个阶段：预处理（Pre-Processing）、编译（Compiling）、汇编（Assembling）以及链接（Linking）。
Linux 程序员可以根据自己的需要控制 GCC 的编译阶段，以便检查或使用编译器在该阶段的输出信息，帮助调试和优化程序。以 C 语言为例，从源文件的编译到可执行文件的运行，整个过程大致如下。
各文件后缀说明如下： 语法： gcc [options] file...
选项： - -pass-exit-codes ：从一个阶段以最高错误代码退出。
- --target-help ：显示特定于目标的命令行选项。
- -help={common|optimizers|params|target|warnings|[^]{joined|separate|undocumented}}[,...] ：显示特定类型的命令行选项（使用 -v --help 显示子进程的命令行选项）。
- -dumpspecs ：显示所有内置规范字符串。
- -dumpversion ：显示编译器的版本。
- -dumpmachine ：显示编译器的目标处理器。
- -print-search-dirs ：显示编译器搜索路径中的目录。
- -print-libgcc-file-name ：显示编译器配套库的名称。
- -print-file-name=<lib> ：显示库 <lib> 的完整路径。
- -print-prog-name=<prog> ：显示编译器组件 [size=0.9em]<prog> 的完整路径。
- -print-multiarch ：显示目标的规范化 GNU 三元组，用作库路径中的一个组件。
- -print-multi-directory ：显示 libgcc 版本的根目录。
- -print-multi-lib ：显示命令行选项和多个库搜索目录之间的映射。
- -print-multi-os-directory ：显示操作系统库的相对路径。
- -print-sysroot ：显示目标库目录。
- -print-sysroot-headers-suffix ：显示用于查找标题的 sysroot 后缀。
- -Wa,<options> ：将逗号分隔的<options> 传递给汇编器（assembler）。
- -Wp,<options> ：将逗号分隔的 <options> 传递给预处理器（preprocessor）。
- -Wl,<options> ：将逗号分隔的 <options> 传递给链接器（linker）。
- -Xassembler <arg> ：将 <arg> 传递给汇编器（assembler）。
- -Xpreprocessor <arg> ：将 <arg> 传递给预处理器（preprocessor）。
- -Xlinker <arg> ：将 <arg> 传递给链接器（linker）。
- -save-temps ：不用删除中间文件。
- -save-temps=<arg> ：不用删除指定的中间文件。
- -no-canonical-prefixes ：在构建其他 gcc 组件的相对前缀时，不要规范化路径。
- -pipe ：使用管道而不是中间文件。
- -time ：为每个子流程的执行计时。
- -specs=<file> ：使用 <file> 的内容覆盖内置规范。
- -std=<standard> ：假设输入源为<standard>。
- --sysroot=<directory> ：使用 <directory> 作为头文件和库的根目录。
- -B <directory> ：将 <directory> 添加到编译器的搜索路径。
- -v ：显示编译器调用的程序。
- -### ：与 -v 类似，但引用的选项和命令不执行。
- -E ：仅执行预处理（不要编译、汇编或链接）。
- -S ：只编译（不汇编或链接）。
- -c ：编译和汇编，但不链接。
- -o <file> ：指定输出文件。
- -pie ：创建一个动态链接、位置无关的可执行文件。
- -I ：指定头文件的包含路径。
- -L ：指定链接库的包含路径。
- -shared ：创建共享库/动态库。
- -static ：使用静态链接。
- --help ：显示帮助信息。
- --version ：显示编译器版本信息。
示例阶段编译
假设有文件 hello.c，内容如下： #include <stdio.h> int main(void) { printf("Hello, GetIoT\n"); return 0; }
编译 hello.c，默认输出 a.out gcc hello.c
编译 hello.c 并指定输出文件为 hello gcc hello.c -o hello
只执行预处理，输出 hello.i 源文件 gcc -E hello.c -o hello.i
只执行预处理和编译，输出 hello.s 汇编文件 gcc -S hello.c
也可以由 hello.i 文件生成 hello.s 汇编文件 gcc -S hello.i -o hello.s
只执行预处理、编译和汇编，输出 hello.o 目标文件 gcc -c hello.c
也可以由 hello.i 或 hello.s 生成目标文件 hello.o gcc -c hello.i -o hello.o gcc -c hello.s -o hello.o
由 hello.o 目标文件链接成可执行文件 hello gcc hello.o -o hello
使用静态库
创建一个 foo.c 文件，内容如下： #include <stdio.h>
void foo(void)
{
printf("Here is a static library\n");
}
将 foo.c 编译成静态库 libfoo.a gcc -c foo.c # 生成 foo.o 目标文件
ar rcs libfoo.a foo.o # 生成 libfoo.a 静态库
查看文件描述 $ file * foo.c: C source, ASCII text
foo.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped
libfoo.a: current ar archive
修改 hello.c 文件，调用 foo 函数 #include <stdio.h>
void foo(void);
int main(void)
{
printf("Hello, GetIoT\n");
foo();
return 0;
}
编译 hello.c 并链接静态库 libfoo.a（加上 -static 选项） gcc hello.c -static libfoo.a -o hello
也可以使用 -L 指定库的搜索路径，并使用 -l 指定库名 gcc hello.c -static -L. -lfoo -o hello
运行结果 $ ./hello
Hello, GetIoT Here is a static library
查看 hello 文件描述 $ file hello hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (GNU/Linux), statically linked, BuildID[sha1]=b72236c2211dd8f0c3003bc02ad5e70bb2354e8c, for GNU/Linux 3.2.0, not stripped
使用共享库
修改 foo.c 文件，内容如下： #include <stdio.h> void foo(void) { printf("Here is a shared library\n"); }
将其编译为动态库/共享库（由于动态库可以被多个进程共享加载，所以需要使用 -fPIC 选项生成位置无关的代码 gcc foo.c -shared -fPIC -o libfoo.so
hello.c 代码无需修改，内容仍然如下： #include <stdio.h>
void foo(void);
int main(void)
{
printf("Hello, GetIoT\n");
foo();
return 0;
}
编译 hello.c 并链接共享库 libfoo.so gcc hello.c libfoo.so -o hello
也可以使用 -L 和 -l 选项指定库的路径和名称 gcc hello.c -L. -lfoo -o hello
但是此时运行 hello 程序失败 $ ./hello ./hello: error while loading shared libraries:
libfoo.so: cannot open shared object file: No such file or directory
原因是找不到 libfoo.so 共享库 $ ldd hello
linux-vdso.so.1 (0x00007fff5276d000)
libfoo.so => not found
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fcc90fa7000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fcc911bd000)
这是因为 libfoo.so 并不在 Linux 系统的默认搜索目录中，解决办法是我们主动告诉系统，libfoo.so 共享库在哪里。
方式一：设置环境变量 LD_LIBRARY_PATH export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)
将 libfoo.so 所在的当前目录添加到 LD_LIBRARY_PATH 变量，再次执行 hello $ ./hello Hello, GetIoT Here is a shared library
方式二：使用 rpath 将共享库位置嵌入到程序 gcc hello.c -L. -lfoo -Wl,-rpath=`pwd` -o hello
rpath 即 run path，是种可以将共享库位置嵌入程序中的方法，从而不用依赖于默认位置和环境变量。这里在链接时使用 -Wl,-rpath=/path/to/yours 选项，-Wl 会发送以逗号分隔的选项到链接器，注意逗号分隔符后面没有空格哦。 这种方式要求共享库必须有一个固定的安装路径，欠缺灵活性，不过如果设置了 LD_LIBRARY_PATH，程序加载时也是会到相应路径寻找共享库的。
方式三：将 libfoo.so 共享库添加到系统路径 sudo cp libfoo.so /usr/lib/
执行程序 $ ./hello Hello, GetIoT Here is a shared library
如果 hello 程序仍然运行失败，请尝试执行 ldconfig 命令更新共享库的缓存列表。 此时，再次查看 hello 程序的共享库依赖 $ ldd hello
linux-vdso.so.1 (0x00007ffecfbb1000)
libfoo.so => /lib/libfoo.so (0x00007f3f3f1ad000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f3f3efbb000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f3f3f1d6000)
可以看到 libfoo.so 已经被发现了，其中 /lib 是 /usr/lib 目录的软链接。
原文链接： gcc 命令 - 人人都懂物联网getiot.tech/linux-command/gcc.html
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发表于 2023-8-12 09:51:00
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发表于 2023-8-14 22:05:45
发表于 2024-12-1 07:04:04