GCC是什么? gcc与g++的区别 具体编译细节
GCC是什么?gcc与g++的区别?
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引入
“GCC 是一个C语言编译器”的层面,是很片面的。谈到 GCC,就不得不提 GNU 计划。GNU 全称 GNU’s Not UNIX,又被称为“革奴计划”,由理查德·斯托曼于 1983 年发起。GNU 计划的最终目标是打造出一套完全自由(即自由使用、自由更改、自由发布)、开源的操作系统,并初步将其命名为 GNU 操作系统。
GNU 计划的实施可谓一波三折,最重要的一点是,虽然该计划为 GNU 操作系统量身定做了名为 Thr Hurd 的系统内核,但由于其性能比不上同时期诞生的 Linux 内核,最终 GNU 计划放弃 The Hurd 而选用 Linux 作为 GNU 操作系统的内核。在 Linux 内核的基础上,GNU 计划开发了很多系统部件,GCC 就是其中之一(除此之外,还有 Emacs 等非常实用的软件)。
由此看来,GNU 计划最终实现了“打造一套自由、开源的操作系统”的初衷,但该操作系统并非完全产自 GNU 计划,因此其被称为 GNU/Linux 操作系统(人们更习惯称为 Linux 操作系统)
早期 GCC 的全拼为 GNU C Compiler,即 GUN 计划诞生的 C 语言编译器,显然最初 GCC 的定位确实只用于编译 C 语言。但经过这些年不断的迭代,GCC 的功能得到了很大的扩展,它不仅可以用来编译 C 语言程序,还可以处理 C++、Go、Objective -C 等多种编译语言编写的程序。与此同时,由于之前的 GNU C Compiler 已经无法完美诠释 GCC 的含义,所以其英文全称被重新定义为 GNU Compiler Collection,即 GNU 编译器套件,都是GCC但是含义不一样了。
所谓编译器,可以简单地将其理解为“翻译器”。要知道,计算机只认识二进制指令(仅有 0 和 1 组成的指令),我们日常编写的 C语言代码、C++ 代码、Go 代码等,计算机根本无法识别,只有将程序中的每条语句翻译成对应的二进制指令,计算机才能执行。
GCC 编译器从而停止过改进。截止到今日(2020 年 5 月),GCC 已经从最初的 1.0 版本发展到了 10.1 版本,期间历经了上百个版本的迭代。作为一款最受欢迎的编译器,GCC 被移植到数以千计的硬件/软件平台上,几乎所有的 Linux 发行版也都默认安装有 GCC 编译器。
值得一提的是,原汁原味的 GCC 编译器没有我们熟悉的界面窗口,要想使用它,必须编写对应的 gcc 命令。所谓原汁原味,指的是纯 GCC 编译器和集成了 GCC 编译器的开发软件(IDE),和前者相比,后者在集成 GCC 编译器功能的同时,还向用户提供了友好的界面窗口,使得用户即便记不住 gcc 命令,也能从事开发工作,这极大地降低了用户的学习成本。
比如大学时期用的最多的就是dev c++
我们知道,操作系统大致分为 2 大阵营,分别是 Windows 阵营和类 Unix 阵营(包括 Unix、Linux、Mac OS、安卓等)。通常情况下,Windows 系统下用户更习惯使用现有的 IDE 来编译程序;而类 Unix 系统下,用户更喜欢直接编写相应的 gcc 命令来编译程序。
gcc和g++区别
简单来说,gcc与g++都是GNU(组织)的一个编译器。需要注意以下几点:
(1)gcc与g++都可以编译c代码与c++代码。但是:后缀为.c的,gcc把它当做C程序,而g++当做是C++程序;后缀为.cpp的,两者都会认为是C++程序。
(2)编译阶段,g++会调用gcc,对于c++代码,两者是等价的,但是因为gcc命令不能自动和C++程序使用的库联接,所以通常用g++来完成链接。
(3)编译可以用gcc/g++,而链接可以用g++或者gcc -lstdc++。因为gcc命令不能自动和C++程序使用的库联接(当然可以选择手动链接,使用命令如下),所以通常使用g++来完成联接。但在编译阶段,g++会自动调用gcc,二者等价。
GCC编译器的使用方法
查看gcc和g++
C:\Users\Alan>gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=D:/TDM-GCC-64/bin/../libexec/gcc/x86_64-w64-mingw32/5.1.0/lto-wrapper.exe
Target: x86_64-w64-mingw32
Configured with: ../../../src/gcc-5.1.0/configure --build=x86_64-w64-mingw32 --enable-targets=all --enable-languages=ada,c,c++,fortran,lto,objc,obj-c++ --enable-libgomp --enable-lto --enable-graphite --enable-cxx-flags=-DWINPTHREAD_STATIC --disable-build-with-cxx --disable-build-poststage1-with-cxx --enable-libstdcxx-debug --enable-threads=posix --enable-version-specific-runtime-libs --enable-fully-dynamic-string --enable-libstdcxx-threads --enable-libstdcxx-time --with-gnu-ld --disable-werror --disable-nls --disable-win32-registry --prefix=/mingw64tdm --with-local-prefix=/mingw64tdm --with-pkgversion=tdm64-1 --with-bugurl=http://tdm-gcc.tdragon.net/bugs
Thread model: posix
gcc version 5.1.0 (tdm64-1)
C:\Users\Alan>g++ -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=g++
COLLECT_LTO_WRAPPER=D:/TDM-GCC-64/bin/../libexec/gcc/x86_64-w64-mingw32/5.1.0/lto-wrapper.exe
Target: x86_64-w64-mingw32
Configured with: ../../../src/gcc-5.1.0/configure --build=x86_64-w64-mingw32 --enable-targets=all --enable-languages=ada,c,c++,fortran,lto,objc,obj-c++ --enable-libgomp --enable-lto --enable-graphite --enable-cxx-flags=-DWINPTHREAD_STATIC --disable-build-with-cxx --disable-build-poststage1-with-cxx --enable-libstdcxx-debug --enable-threads=posix --enable-version-specific-runtime-libs --enable-fully-dynamic-string --enable-libstdcxx-threads --enable-libstdcxx-time --with-gnu-ld --disable-werror --disable-nls --disable-win32-registry --prefix=/mingw64tdm --with-local-prefix=/mingw64tdm --with-pkgversion=tdm64-1 --with-bugurl=http://tdm-gcc.tdragon.net/bugs
Thread model: posix
gcc version 5.1.0 (tdm64-1)
编译.c文件的具体细节
一步到位:gcc helloWorld.c
这条命令隐含执行了
(1)预处理
(2)编译
(3)汇编
(4)链接
这里未指定输出文件,默认输出为a.out
gcc编译C源码有四个步骤:
预处理 ----> 编译 ----> 汇编 ----> 链接
现在我们就用gcc的命令选项来逐个剖析gcc过程。
1)预处理(Pre-processing)
在该阶段,编译器将C源代码中的包含的头文件如stdio.h添加进来
参数:”-E”
用法:gcc -E helloWorld.c -o helloWorld.i
作用:将helloWorld.c预处理输出helloWorld.i文件。
2)编译(Compiling)
第二步进行的是编译阶段,在这个阶段中,gcc首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,gcc把代码翻译成汇编语言。
参数:”-S”
用法:gcc –S helloWorld.i –o helloWorld.s
作用:将预处理输出文件helloWorld.i汇编成helloWorld.s文件。
3)汇编(Assembling)
汇编阶段是把编译阶段生成的”.s”文件转成二进制目标代码“.o”文件
参数:“-c”
用法:gcc –c helloWorld.s –o helloWorld.o
作用:将汇编输出文件helloWorld.s编译输出helloWorld.o文件。
4)链接(Link)
在成功编译之后,就进入了链接阶段。
用法:gcc helloWorld.o –o helloWorld
作用:将编译输出文件helloWorld.o链接成最终可执行文件helloWorld。
运行该可执行文件,出现正确的结果如下。
>>> ./helloWorld
Hello World!
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