GCC(GNU Compiler Collection)是Linux下最常用的C語言編譯器，是GNU項目中符合ANSI C標準的編譯系統,能夠編譯用C、C++和Object C等語言編寫的程序。同時它可以通過不同的前端模塊來支持各種語言，如Java、Fortran、Pascal、Modula-3和Ada等。http://www.fdjzxyy.com

穿插一個玩笑： GNU意思是GNU’s not Unix而非角馬。然而GNU還是一個未拆分的連詞，這其實是一個源于hacker的幽默：GNU是一個回文游戲，第一個字母G是湊數的，你當然可以叫他做ANU或者BNU。下面開始。

一.CC編譯程序過程分四個階段

預處理(Pre-Processing)

編譯(Compiling)

匯編(Assembling)

鏈接(Linking)

Linux程序員可以根據自己的需要讓GCC在編譯的任何階段結束轉去檢查或使用編譯器在該階段的輸出信息，或者對最后生成的二進制文件進行控制，以便通過加入不同數量和種類的調試代碼來為今后的調試做好準備。如同其他的編譯器，GCC也提供了靈活而強大的代碼優化功能，利用它可以生成執行效率更高的代碼。

GCC提供了30多條警告信息和三個警告級別，使用它們有助于增強程序的穩定性和可移植性。此外，GCC還對標準的C和C++語言進行了大量的擴展，提高程序的執行效率，有助于編譯器進行代碼優化，能夠減輕編程的工作量。

二.簡單編譯命令

我們以Hello world程序來開始我們的學習。代碼如下：

/* hello.c */

#include

int main(void)

{

printf ("Hello world!

");

return 0;

}

1. 執行如下命令：$ gcc -o hello hello.c

運行如下 ： $ ./hello

輸出： Hello,world!

2. 我們也可以分步編譯如下：

(1) $ gcc –E hello.c -o hello.i

//預處理結束

//這時候你看一下hello.i ，可以看到插進去了很多東西。

(2) $ gcc –S hello.i

//生成匯編代碼后結束

(3) $ gcc –c hello.c

或者：

$ gcc -c hello.c –o hello.o

或者：

$ gcc -c hello.i -o hello.o

//編譯結束

//生成 hello.o文件

(4) $ gcc hello.o –o hello.o

或者：

$ gcc –o hello hello.c

//鏈接完畢，生成可執行代碼

3. 我們可以把幾個文件一同編譯生成同一個可執行文件。

比如：一個工程有main.c foo.c def.c生成foo的可執行文件。

編譯命令如下：

$ gcc –c main.c foo.c def.c –o foo

或者：

$ gcc –o foo main.c foo.c def.c

三.庫依賴

函數庫是一些頭文件(.h)和庫文件(.so或者.a)的集合。Linux下的大多數函數都默認將頭文件放到/usr/include/目錄下，而庫文件則放到/usr/lib/目錄下，但并非絕對如此。因此GCC設有添加頭文件和庫文件的編譯選項開關。

1. 添加頭文件：-I

例如在/home/work/include/目錄下有編譯foo.c所需頭文件def.h，為了讓GCC能找到它們，就需要使用-I選項：

$ gcc foo.c -I /home/work/include/def.h -o foo

2. 添加庫文件：-L

例如在/home/work/lib/目錄下有鏈接所需庫文件libdef.so，為了讓GCC能找到它們，就需要使用-L選項：

$ gcc foo.c –L /home/work/lib –ldef.a –o foo

說明：-l選項指示GCC去連接庫文件libdef.so。Linux下的庫文件命名有一個約定，即庫文件以lib三個字母開頭，因為所有的庫文件都遵循這個約定，故在用-l選項指定鏈接的庫文件名時可以省去lib三個字母。

題外語:

Linux下的庫文件分為動態鏈接庫(.so文件)和靜態鏈接庫(.a文件)。GCC默認為動態庫優先，若想在動態庫和靜態庫同時存在的時候鏈接靜態庫需要指明為-static選項。比如上例中如還有一個libdef.a而你想鏈接libdef.a時候命令如下：

$ gcc foo.c –L /home/work/lib –static –ldef.a –o foo

四.代碼優化

GCC提供不同程度的代碼優化功能。開關選項是：-On，n取值為0到3。默認為1。-O0表示沒有優化，而-O3是最高優化。優化級別越高代碼運行越快，但并不是所有代碼都能夠加載最高優化，而應該視具體情況而定。但一般都使用-O2選項，因為它在優化長度、編譯時間和代碼大小之間，取得了一個比較理想的平衡點。

以下這段說的比較詳細：

編譯時使用選項-O可以告訴GCC同時減小代碼的長度和執行時間，其效果等價于-O1。在這一級別上能夠進行的優化類型雖然取決于目標處理器，但一般都會包括線程跳轉(Thread Jump)和延遲退棧(Deferred Stack Pops)兩種優化。選項-O2告訴GCC除了完成所有-O1級別的優化之外，同時還要進行一些額外的調整工作，如處理器指令調度等。選項-O3則除了完成所有-O2級別的優化之外，還包括循環展開和其它一些與處理器特性相關的優化工作。通常來說，數字越大優化的等級越高，同時也就意味著程序的運行速度越快。

下面通過具體實例來感受一下GCC的代碼優化功能,所用程序如清單3所示。

/* optimize.c */

#include int main(void)

{

double counter;

double result;

double temp;

for (counter = 0;

counter < 2000.0 * 2000.0 * 2000.0 / 20.0 + 2020;

counter += (5 - 1) / 4) {

temp = counter / 1979;

result = counter;

}

printf("Result is %lf

", result);

return 0;

}

首先不加任何優化選項進行編譯：

# gcc -Wall optimize.c -o optimize

借助Linux提供的time命令，可以大致統計出該程序在運行時所需要的時間：

# time ./optimize

Result is 400002019.000000

real 0m14.942s

user 0m14.940s

sys 0m0.000s

接下去使用優化選項來對代碼進行優化處理：

# gcc -Wall -O optimize.c -o optimize

在同樣的條件下再次測試一下運行時間：

# time ./optimize

Result is 400002019.000000

real 0m3.256s

user 0m3.240s

sys 0m0.000s

對比兩次執行的輸出結果不難看出，程序的性能的確得到了很大幅度的改善，由原來的14秒縮短到了3秒。這個例子是專門針對GCC的優化功能而設計的，因此優化前后程序的執行速度發生了很大的改變。盡管GCC的代碼優化功能非常強大，但作為一名優秀的Linux程序員，首先還是要力求能夠手工編寫出高質量的代碼。如果編寫的代碼簡短，并且邏輯性強，編譯器就不會做更多的工作，甚至根本用不著優化。

優化雖然能夠給程序帶來更好的執行性能，但在如下一些場合中應該避免優化代碼：

程序開發的時候優化等級越高，消耗在編譯上的時間就越長，因此在開發的時候最好不要使用優化選項，只有到軟件發行或開發結束的時候，才考慮對最終生成的代碼進行優化。

資源受限的時候一些優化選項會增加可執行代碼的體積，如果程序在運行時能夠申請到的內存資源非常緊張(如一些實時嵌入式設備)，那就不要對代碼進行優化，因為由這帶來的負面影響可能會產生非常嚴重的后果。

跟蹤調試的時候在對代碼進行優化的時候，某些代碼可能會被刪除或改寫，或者為了取得更佳的性能而進行重組，從而使跟蹤和調試變得異常困難。

總結

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