Linux嵌入式開發(fā)學習指南之GCC工具

1、【目錄】1、GCC介2、GCC的執(zhí)行過程3、GCC的基本用法和選項4、GCC的錯誤類型及對策5、幾個相關的環(huán)境變量1、GC漪介Linux系統(tǒng)下的GCC(GNU C Compiler是GNU推出的功能強大、性能優(yōu)越 的多平臺編譯器，是 GNU 的代表作品之一。GCC是可以在多種硬體平臺上編譯出可執(zhí)行程序的超級編譯器，其執(zhí)行效 率與一般的編譯器相比平均效率要高20%30%。GC魏譯器能將C、C+畸言源程序、匯程式化序和目標程序編譯、連接成可執(zhí)行文件，如 果沒有給出可執(zhí)行文件的名字，GCCa生成一個名為a.out的文件。在Linux系 統(tǒng)中，可執(zhí)行文件沒有統(tǒng)一的后綴，系統(tǒng)從文件的屬性來區(qū)分可執(zhí)行文件

2、和不 可執(zhí)行文件。而GCC則通過后綴來區(qū)別輸入文件白類別，下面我們來介紹GCC所遵循的部分約定規(guī)則。.c為后綴的文件，C語言源代碼文件；.a為后綴的文件，是由目標文件構成的檔案庫文件；.C, .cc或.cxx為后綴的文件，是C+堿代碼文件；.h 為后綴的文件，是程序所包含的頭文件；.i為后綴的文件，是已經(jīng)預處理過的 C源代碼文件；.ii為后綴的文件，是已經(jīng)預處理過的 C+礴代碼文件；.m為后綴的文件，是Objective-C源代碼文件；.o 為后綴的文件，是編譯后的目標文件；.s 為后綴的文件，是匯編語言源代碼文件；.S為后綴的文件，是經(jīng)過預編譯的匯編語言源代碼文件。2、GCC的執(zhí)行過程雖然我

3、們稱GCC是C語言的編譯器，但使用 GCC由C語言源代碼文件生成 可執(zhí)行文件的過程不僅僅是編譯的過程，而是要經(jīng)歷四個相互關聯(lián)的步驟：預處理（也稱預編譯，Preprocessing）編譯（Compilation）、匯編（Assembly和連接 （Linking）。命令GCC首先調(diào)用cpp進行預處理，在預處理過程中，對源代碼文件中的 文件包含（include）、預編譯語句（如宏定義define等）進行分析。接著調(diào)用cc1進 行編譯，這個階段根據(jù)輸入文件生成以 .o 為后綴的目標文件。匯編過程是針對匯編語言的步驟，調(diào)用as進行工作，一般來講，.S為后綴的匯編語言源代碼文 件和匯編、 .s 為后綴的匯

4、編語言文件經(jīng)過預編譯和匯編之后都生成以 .o 為后綴 的目標文件。當所有的目標文件都生成之后，GCCM調(diào)用ld來完成最后的關鍵性工作，這個階段就是連接。在連接階段，所有的目標文件被安排在可執(zhí)行程 序中的恰當?shù)奈恢?，同時，該程序所調(diào)用到的庫函數(shù)也從各自所在的檔案庫中 連到合適的地方。3、GCC的基本用法和選項在使用GCC扁譯器的時候，我們必須給出一系列必要的調(diào)用參數(shù)和文件名 稱。GC魏譯器的調(diào)用參數(shù)大約有100多個，其中多數(shù)參數(shù)我們可能根本就用 不到，這里只介紹其中最基本、最常用的參數(shù)。GCC最基本的用法是：GCC options filenames其中 options 就是編譯器所需要的參數(shù)，

5、 filenames 給出相關的文件名稱。- c,只編譯，不連接成為可執(zhí)行文件，編譯器只是由輸入的.c等源代碼文件生成.o為后綴的目標文件，通常用于編譯不包含主程序的子程序文件。- o output_filename ，確定輸出文件的名稱為 output_filename ，同時這個名稱不能和源文件同名。如果不給出這個選項，GCCM給出預設的可執(zhí)行文件a.out。- g,產(chǎn)生符號調(diào)試工具（GNU的gdb）所必要的符號資訊，要想對源代碼進行 調(diào)試，我們就必須加入這個選項。- E只運行C預編譯器。- O,對程序進行優(yōu)化編譯、連接，采用這個選項，整個源代碼會在編譯、 連接過程中進行優(yōu)化處理，這樣產(chǎn)生

6、的可執(zhí)行文件的執(zhí)行效率可以提高，但是，編譯、連接的速度就相應地要慢一些。- O2,比-O更好的優(yōu)化編譯、連接，當然整個編譯、連接過程會更慢。- Idirname ，將 dirname 所指出的目錄加入到程序頭文件目錄列表中，是在預編譯過程中使用的參數(shù)。C程序中的頭文件包含兩種情況：A）#includeB）#include “ myinc.h ”其中，A類使用尖括號（ ）,B類使用雙引號（“?！睂τ贏類，預處理程序 cpp在系統(tǒng)預設包含文件目錄（如/usr/include）中搜尋相應的文件，而對于 B類, cpp在當前目錄中搜尋頭文件，這個選項的作用是告訴 cpp,如果在當前目錄中 沒有找到需要

7、的文件，就到指定的 dirname 目錄中去尋找。在程序設計中，如果我們需要的這種包含文件分別分布在不同的目錄中，就需要逐個使用 -I 選項 給出搜索路徑。- 1 和-L- l 參數(shù)就是用來指定程序要鏈接的庫， -l 參數(shù)緊接著就是庫名，那么庫名跟真正的庫文件名有什么關系呢？就拿數(shù)學庫來說，他的庫名是m ，他的庫文件名是libm.so,很容易看出，把庫文件名的頭lib和尾.so去掉就是庫名了好了現(xiàn) 在我們知道怎么得到庫名，當我們自已要用到一個第三方提供的庫名字libtest.so ，那么我們只要把libtest.so 拷貝到 /usr/lib 里，編譯時加上 -ltest 參數(shù)，我們就能用上l

8、ibtest.so 庫了（當然要用 libtest.so 庫里的函數(shù)，我們還需要與libtest.so配套的頭文件）放在/lib和/usr/lib和/usr/local/lib里的庫直接用-1參數(shù)就能鏈接了，但如果 庫文件沒放在這三個目錄里，而是放在其他目錄里，這時我們只用 -l 參數(shù)的話， 鏈接還是會出錯，出錯信息大概是：“ /usr/bin/ld:cannot find-lxxx :也就是鏈接程序1d在那3個目錄里找不到libxxx.so,這 時另外一個參數(shù)-L就派上用場了，比如常用的 X11的庫，它在/usr/X11R6/1ib目 錄下，我們編譯時就要用-L/usr/X11R6/1ib

9、-1X11參數(shù)，-L參數(shù)跟著的是庫文件所 在的目錄名。再比如我們把libtest.so 放在 /aaa/bbb/ccc 目錄下，那鏈接參數(shù)就是 - L/aaa/bbb/ccc -ltest另外，大部分libxx.so只是一個鏈接，以RH9為例，比如libm.so它鏈接到 /lib/libm.so.x ， /lib/libm.so.6 又鏈接到 /lib/libm-2.3 .2.50 ，如果沒有這樣的鏈接，還是會出錯，因為 1d只會找libxx.so,所以如果你要 用到xx庫，而只有l(wèi)ibxx.so.x或者libxx-x.x.x.so,做一個鏈接就可以了ln -s libxx-x.x.x.so

10、libxx.so手工來寫鏈接參數(shù)總是很麻煩的，還好很多庫開發(fā)包提供了生成鏈接參數(shù)的程序，名字一般叫xx-config, 一般放在/usr/bin目錄下，比如gtk1.2的鏈接參數(shù)生成程序是gtk-config,執(zhí)行gtk-config Tibs就能得到以下輸 出 ” -L/usr/lib-L/usr/X11R6/lib -lgtk -lgdk -rdynamic-lgmodule -lglib -ldl -lXi -lXext -lX11 -lm ”，這就是編譯一個 gtk1.2程序所需的gtk鏈接參數(shù)，xxx-config除了 -libs參數(shù)外還有一個參數(shù)是- cflags 用來生成頭文件包

11、含目錄的，也就是-I 參數(shù)，在下面我們將會講到。你可以試試執(zhí)行gtk-config Tibs pflags,看看輸出結果現(xiàn)在的問題就是怎樣用這些輸出結果了，最笨的方法就是復制粘貼或者照抄，聰明的辦法是在編譯命令行里加入這個xx-configTibstflags、，比如編譯一個 gtk 程序：GCC gtktest.cgtk-config4ibs flags這樣就差不多了。注意 不是單引號，而 是 1 鍵左邊那個鍵。除了 xxx-config以外，現(xiàn)在新的開發(fā)包一般都用 pkg-config來生成鏈接參 數(shù)，使用方法跟xxx-config類似，但xxx-config是針對特定的開發(fā)包，但pkg-

12、 config 包含很多開發(fā)包的鏈接參數(shù)的生成，用pkg-config Hist-all命令可以列出所支持的所有開發(fā)包，pkg-config的用法就是 pkg -config pagNameTibstflags,其中pagName是包名，是pkg-configTist-all里列出名單中的一個，比如 gtk1.2 的名字就是 gtk+, pkg-config gtk+ -libs -cflags 的作用跟 gtk-config -libs - cflags是一樣的。比如：GCC gtktest.c pkg-config gtk+libs -cflags-include 和-I-include

13、用來包含頭文件，但一般情況下包含頭文件都在源碼里用#includexxx實現(xiàn)，-include參數(shù)很少用。-I參數(shù)是用來指定頭文件目錄， /usr/include目錄一般是不用指定的，GCC知道去那里找，但是如果頭文件不在 /usr/include 里我們就要用 -I 參數(shù)指定了，比如頭文件放在/myinclude 目錄里，那編譯命令行就要加上 -I/myinclude 參數(shù)了，如果不加你會得到一個” xx.h:Nosuchfileordirectory 的錯誤。 ” -I 參數(shù)可以用相對路徑，比如頭文件在當前目錄，可以用-I.來指定。上面我們提到的 cflags參數(shù)就是用來生成-I參數(shù)的。-

14、 DMACRO以字符串“1定義MACRO宏。- DMACRO=DEFNU字符串 “ DEFNI義 MACRO宏。- UMACRO取消對MACRO宏的定義。- w 不生成任何警告信息。-Wall顯示所有警告信息，可將 Wall看成Warn和all, GC魏譯選項有許多 可以聯(lián)合的選項，如-lm(l選項和libm.so)-static禁止使用共享連接。-shared 編譯共享庫時會用到，比如 GCC-sharedtest.c-olibtest.so4、GCC的錯誤類型及對策GC魏譯器如果發(fā)現(xiàn)源程序中有錯誤，就無法繼續(xù)進行，也無法生成最終 的可執(zhí)行文件。為了便于修改，GCC合出錯誤資訊，我們必須對這

15、些錯誤資訊 逐個進行分析、處理，并修改相應的語言，才能保證源代碼的正確編譯連接。GCC合出的錯誤資訊一般可以分為四大類，下面我們分別討論其產(chǎn)生的原因和 對策。第一類：C語法錯誤錯誤資訊：文件source.c中第n行有語法錯誤(syntexerrror)。這種類型的錯 誤，一般都是C語言的語法錯誤，應該仔細檢查源代碼文件中第 n行及該行之 前的程序，有時也需要對該文件所包含的頭文件進行檢查。有些情況下，一個很簡單的語法錯誤，GC族給出一大堆錯誤，我們最主要的是要保持清醒的頭 腦，不要被其嚇倒，必要的時候再參考一下C語言的基本教材。第二類：頭文件錯誤錯誤資訊：找不到頭文件head.h(Cannot

16、findincludefilehead.h)。這類錯誤是 源代碼文件中的包含頭文件有問題，可能的原因有頭文件名錯誤、指定的頭文件所在目錄名錯誤等，也可能是錯誤地使用了雙引號和尖括號。第三類：檔案庫錯誤錯誤資訊：連接程序找不到所需的函數(shù)庫，例如：ld:-lm:Nosuchfileordirectory這類錯誤是與目標文件相連接的函數(shù)庫有錯誤，可能的原因是函數(shù)庫名錯誤、指定的函數(shù)庫所在目錄名稱錯誤等，檢查的方法是使用 find 命令在可能的 目錄中尋找相應的函數(shù)庫名，確定檔案庫及目錄的名稱并修改程序中及編譯選項中的名稱。第四類：未定義符號錯誤資訊：有未定義的符號(Undefinedsymbol)。

17、這類錯誤是在連接過程中出 現(xiàn)的，可能有兩種原因：一是使用者自己定義的函數(shù)或者全局變量所在源代碼 文件，沒有被編譯、連接，或者干脆還沒有定義，這需要使用者根據(jù)實際情況修改源程序，給出全局變量或者函數(shù)的定義體；二是未定義的符號是一個標準的庫函數(shù)，在源程序中使用了該庫函數(shù)，而連接過程中還沒有給定相應的函數(shù)庫的名稱，或者是該檔案庫的目錄名稱有問題，這時需要使用檔案庫維護命令ar檢查我們需要的庫函數(shù)到底位于哪一個函數(shù)庫中，確定之后，修改GCC連接選項中的-1和-L項。排除編譯、連接過程中的錯誤，應該說這只是程序設計中最簡單、最基本的一個步驟，可以說只是開了個頭。這個過程中的錯誤，只是我們在使用 C語 言描述一個算法中所產(chǎn)生的錯誤，是比較容易排除的。我們寫一個程序，到編譯、連接通過為止，應該說剛剛開始，程序在運行過程中所出現(xiàn)的問題，是算法設計有問題，說得更玄點是對問題的認識和理解不夠，還需要更加深入地測試、調(diào)試和修改。一個程序，稍為復雜的程序，往往要經(jīng)過多次的編譯、連接和測試、修改。下面我們學習的程序維護、調(diào)試工具和版本維護就是在程序調(diào)試、測試過程中使用的，用來解決調(diào)測階段所出現(xiàn)的問題。5、幾個相關