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linux 下 gcc 编译器的使用

在为 Linux 开发应用程序时，绝大多数情况下使用的都是 C 语言，因此几乎每

一位 Linux 程序员面临的首要问题都是如何灵活运用 C 编译器。目前 Linux 下

最常用的 C 语言编译器是 GCC（GNU Compiler Collection），它是 GNU 项

目中符合 ANSI C 标准的编译系统，能够编译用 C、C++和 Object C 等语言

编写的程序。GCC 不仅功能非常强大，结构也异常灵活。最值得称道的一点就

是它可以通过不同的前端模块来支持各种语言，如 Java、

Fortran、Pascal、Modula-3 和 Ada 等。

开放、自由和灵活是 Linux 的魅力所在，而这一点在 GCC 上的体现就是程序

员通过它能够更好地控制整个编译过程。在使用 GCC 编译程序时，编译过程可

以被细分为四个阶段：

◆ 预处理（Pre-Processing）

◆ 编译（Compiling）

◆ 汇编（Assembling）

◆ 链接（Linking）

Linux 程序员可以根据自己的需要让 GCC 在编译的任何阶段结束，以便检查或

使用编译器在该阶段的输出信息，或者对最后生成的二进制文件进行控制，以

便通过加入不同数量和种类的调试代码来为今后的调试做好准备。和其它常用

的编译器一样，GCC 也提供了灵活而强大的代码优化功能，利用它可以生成执

行效率更高的代码。

GCC 提供了 30 多条警告信息和三个警告级别，使用它们有助于增强程序的稳

定性和可移植性。此外，GCC 还对标准的 C 和 C++语言进行了大量的扩展，

提高程序的执行效率，有助于编译器进行代码优化，能够减轻编程的工作量。

GCC 起步

在学习使用 GCC 之前，下面的这个例子能够帮助用户迅速理解 GCC 的工作原

理，并将其立即运用到实际的项目开发中去。首先用熟悉的编辑器输入清单 1

所示的代码：

清单 1：hello.c

#include <stdio.h>

int main(void)

{

printf ("Hello world, Linux programming!");

return 0;

}

然后执行下面的命令编译和运行这段程序：

# gcc hello.c -o hello # ./hello Hello world, Linux programming!

从程序员的角度看，只需简单地执行一条 GCC 命令就可以了，但从编译器的

角度来看，却需要完成一系列非常繁杂的工作。首先，GCC 需要调用预处理程

序 cpp，由它负责展开在源文件中定义的宏，并向其中插入“#include”语句所

包含的内容；接着，GCC 会调用 ccl 和 as 将处理后的源代码编译成目标代码；

最后，GCC 会调用链接程序 ld，把生成的目标代码链接成一个可执行程序。

为了更好地理解 GCC 的工作过程，可以把上述编译过程分成几个步骤单独进行，

并观察每步的运行结果。第一步是进行预编译，使用-E 参数可以让 GCC 在预

处理结束后停止编译过程：

# gcc -E hello.c -o hello.i

此时若查看 hello.cpp 文件中的内容，会发现 stdio.h 的内容确实都插到文件

里去了，而其它应当被预处理的宏定义也都做了相应的处理。下一步是将

hello.i 编译为目标代码，这可以通过使用-c 参数来完成：

# gcc -c hello.i -o hello.o

GCC 默认将.i 文件看成是预处理后的 C 语言源代码，因此上述命令将自动跳过

预处理步骤而开始执行编译过程，也可以使用-x 参数让 GCC 从指定的步骤开

始编译。最后一步是将生成的目标文件链接成可执行文件：

# gcc hello.o -o hello

在采用模块化的设计思想进行软件开发时，通常整个程序是由多个源文件组成

的，相应地也就形成了多个编译单元，使用 GCC 能够很好地管理这些编译单

元。假设有一个由 foo1.c 和 foo2.c 两个源文件组成的程序，为了对它们进行

编译，并最终生成可执行程序 foo，可以使用下面这条命令：

# gcc foo1.c foo2.c -o foo

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 foo1.c -o foo1.o # gcc -c foo2.c -o foo2.o # gcc foo1.o

foo2.o -o foo

在编译一个包含许多源文件的工程时，若只用一条 GCC 命令来完成编译是非

常浪费时间的。假设项目中有 100 个源文件需要编译，并且每个源文件中都包

含 10000 行代码，如果像上面那样仅用一条 GCC 命令来完成编译工作，那么

GCC 需要将每个源文件都重新编译一遍，然后再全部连接起来。很显然，这样

浪费的时间相当多，尤其是当用户只是修改了其中某一个文件的时候，完全没

有必要将每个文件都重新编译一遍，因为很多已经生成的目标文件是不会改变

的。要解决这个问题，关键是要灵活运用 GCC，同时还要借助像 Make 这样

的工具。

警告提示功能

GCC 包含完整的出错检查和警告提示功能，它们可以帮助 Linux 程序员写出更

加专业和优美的代码。先来读读清单 2 所示的程序，这段代码写得很糟糕，仔

细检查一下不难挑出很多毛病：

◆main 函数的返回值被声明为 void，但实际上应该是 int；

◆使用了 GNU 语法扩展，即使用 long long 来声明 64 位整数，不符

合 ANSI/ISO C 语言标准；

◆main 函数在终止前没有调用 return 语句。

清单 2：illcode.c

#include <stdio.h>

void main(void)

{

long long int var = 1;

printf("It is not standard C code!\n");

}

下面来看看 GCC 是如何帮助程序员来发现这些错误的。当 GCC 在编译不符合

ANSI/ISO C 语言标准的源代码时，如果加上了-pedantic 选项，那么使用了扩

展语法的地方将产生相应的警告信息：

# gcc -pedantic illcode.c -o illcode illcode.c: In function `main':

illcode.c:9: ISO C89 does not support `long long' illcode.c:8: return

type of `main' is not `int'

需要注意的是，-pedantic 编译选项并不能保证被编译程序与 ANSI/ISO C 标

准的完全兼容，它仅仅只能用来帮助 Linux 程序员离这个目标越来越近。或者

换句话说，-pedantic 选项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。

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