The History of GCC

警告信息

C语言标准

生成特定格式的文件

以hello.c为例子，可以设置选项生成hello.i, hello.s, hello.o以及最终的hello文件：

hello.c : 最初的源代码文件；
hello.i : 经过编译预处理的源代码；
hello.s : 汇编处理后的汇编代码；
hello.o : 编译后的目标文件，即含有最终编译出的机器码，但它里面所引用的其他文件中函数的内存位置尚未定义。
hello / a.out : 最终的可执行文件
(还有.a(静态库文件), .so(动态库文件), .s(汇编源文件)留待以后讨论)

$ gcc -Wall -c hello.c : 生成hello.o
$ gcc -Wall -c -save-temps hello.c : 生成hello.i, hello.s, hello.o
注意-Wall 选项的使用场合：仅在涉及到编译（即会生成.o文件时，用-Wall）

多文件编译、连接

如果原文件分布于多个文件中：file1.c, file2,c
$ gcc -Wall file1.c file2.c -o name

若对其中一个文件作了修改，则可只重新编译该文件,再连接所有文件：
$ gcc -Wall -c file2.c
$ gcc file1.c file2.o -c name

注意：若编译器在命令行中从左向右顺序读取.o文件，则它们的出现顺序有限制：含有某函数定义的文件必须出现在含有调用该函数的文件之后。好在GCC无此限制。

编译预处理

包含头文件 在程序中包含与连接库对应的头文件是很重要的方面，要使用库，就一定要能正确地引用头文件。一般在代码中通过#include引入头文件, 如果头文件位于系统默认的包含路径(/usr/includes), 则只需在#include中给出头文件的名字, 不需指定完整路径. 但若要包含的头文件位于系统默认包含路径之外, 则有其它的工作要做: 可以(在源文件中)同时指定头文件的全路径. 但考虑到可移植性，最好通过-I在调用gcc的编译命令中指定。

下面看这个求立方的小程序(阴影语句表示刚开始不存在）:

使用gcc-2.95来编译它(-lm选项在后面的连接选项中有介绍, 这里只讨论头文件的包含问题):
$ gcc-2.95 -Wall pow.c -lm -o pow_2.95
pow.c: In function `main':
pow.c:5: warning: implicit declaration of function `pow'

程序编译成功，但gcc给出警告: pow函数隐式声明。
$ ./pow_2.95
The cube of 2.0 is 1.000000

明显执行结果是错误的，在源程序中引入头文件(#include )，消除了错误。

搜索路径

首先要理解 #include和#include"file.h"的区别:
#include只在默认的系统包含路径搜索头文件
#include"file.h"首先在当前目录搜索头文件, 若头文件不位于当前目录, 则到系统默认的包含路径搜索头文件.

UNIX类系统默认的系统路径为：

头文件，包含路径：　/usr/local/include/ or /usr/include/
库文件，连接路径：　/usr/local/lib/ or /usr/lib/

对于标准c库(glibc或其它c库)的头文件, 我们可以直接在源文件中使用#include 来引入头文件.

如果要在源文件中引入自己的头文件, 就需要考虑下面的问题:

1, 如果使用非系统头文件, 头文件和源文件位于同一个目录, 如何引用头文件呢
——我们可以简单地在源文件中使用 #include "file.h", gcc将当前目录的file.h引入到源文件. 如果你很固执, 仍想使用#include 语句, 可以在调用gcc时添加"-I."来将当前目录添加到系统包含路径. 细心的朋友可能会想到: 这样对引用其它头文件会不会有影响 比如, #include之后紧接着一个#include, 它能正确引入math.h吗 答案是: 没有影响. 仍然能正确引用math.h. 我的理解是: "-I."将当前目录作为包含路径的第一选择, 若在当前目录找不到头文件, 则在默认路径搜索头文件. 这实际上和#include"file.h"是一个意思.

2, 对于比较大型的工程, 会有许多用户自定义的头文件, 并且头文件和.c文件会位于不同的目录. 又该如何在.c文件中引用头文件呢
—— 可以直接在.c文件中利用#include“/path/file.h", 通过指定头文件的路径(可以是绝对路径, 也可以是相对路径)来包含头文件. 但这明显降低了程序的可移植性. 在别的系统环境下编译可能会出现问题. 所以还是利用"-I"选项指定头文件完整的包含路径.

3, 还有一个比较猥琐的办法: 系统默认的包含路径不是/usr/include或/usr/local/include么 我把自己的头文件拷贝到其中的一个目录, 不就可以了么 的确可以这样, 如果你只想在你自己的机器上编译运行这个程序的话

与外部库连接

两者的共同点：
.a, .so都是.o目标文件的集合，这些目标文件中含有一些函数的定义（机器码），而这些函数将在连接时会被最终的可执行文件用到。

两者的区别：
静态库.a : 当程序与静态库连接时，库中目标文件所含的所有将被程序使用的函数的机器码被copy到最终的可执行文件中. 静态库有个缺点: 占用磁盘和内存空间. 静态库会被添加到和它连接的每个程序中, 而且这些程序运行时, 都会被加载到内存中. 无形中又多消耗了更多的内存空间.

共享库.so : 与共享库连接的可执行文件只包含它需要的函数的引用表，而不是所有的函数代码，只有在程序执行时, 那些需要的函数代码才被拷贝到内存中, 这样就使可执行文件比较小, 节省磁盘空间(更进一步，操作系统使用虚拟内存，使得一份共享库驻留在内存中被多个程序使用).共享库还有个优点: 若库本身被更新, 不需要重新编译与它连接的源程序。

静态库

下面我们来看一个简单的例子，计算2.0的平方根（假设文件名为sqrt.c）：

现在我用2.95版的gcc把sqrt.c再编译一次：
$ gcc-2.95 -Wall sqrt.c -o sqrt_2.95
/tmp/ccVBJd2H.o: In function `main':
sqrt.c:(.text+0x16): undefined reference to `sqrt'
collect2: ld returned 1 exit status

编译器会给出上述错误信息，这是因为sqrt函数不能与外部数学库"libm.a"相连。sqrt函数没有在程序中定义，也不存在于默认C库 "libc.a"中，如果用gcc-2.95，应该显式地选择连接库。上述出错信息中的"/tmp/ccVBJd2H.o"是gcc创造的临时目标文件，用作连接时用。

使用下列的命令可以成功编译：
$ gcc-2.95 -Wall sqrt.c /usr/lib/libm.a -o sqrt_2.95
它告知gcc:在编译sqrt.c时，加入位于/usr/lib中的libm.a库（C数学库）。