《熟练掌握GCC编译器》课件

熟练掌握编译器GCC本课程旨在深入浅出地讲解编译器，帮助大家从入门到精通，掌握GCC编译器使用技巧，并提升代码的效率和可读性GCC C/C++课程目标与学习收获深入理解编译器的架掌握编译器的常用命掌握静态库和动态库的创建学习多文件编译技术和条件GCC GCC构和工作原理令和选项和使用编译指令编译器简介GCC（）是一款功能强大的编译器套件，由GCC GNUCompiler CollectionGNU项目开发，支持多种编程语言，包括、、、、C C++Objective-C Fortran和语言Ada Go的发展历史GCC年，理查德斯托曼启动项目，最初只支持1987·GCC C1语言年，开始支持语言1992GCC C++2年，发布版本，支持更多编程语言2000GCC

2.953年，发布版本，引入新的优化技术2010GCC

4.44年，发布版本，支持新的语言特性2020GCC

10.35支持的编程语言GCCC C++12Objective-C Fortran34Ada Go56为什么选择GCC开源免费，可以自由使用和修改支持多种平台和操作系统拥有强大的编译优化功能提供丰富的调试和诊断工具的基本工作流程GCC预处理阶段处理宏定义、包含头文件等编译阶段将源代码翻译成汇编代码汇编阶段将汇编代码翻译成机器指令链接阶段将目标文件与库文件链接成可执行文件预处理阶段详解预处理阶段主要进行以下操作处理宏定义将代码中的宏定义替换成对应的值

1.包含头文件将头文件的内容插入到源代码中

2.删除注释将代码中的注释删除

3.编译阶段详解编译阶段将源代码翻译成汇编代码编译器会分析源代码的语法结构，并将其转换为汇编语言指令，这些指令可以被计算机理解并执行汇编阶段详解汇编阶段将汇编代码翻译成机器指令汇编器会将汇编语言指令转换成机器可以理解的二进制代码，这些代码存储在目标文件中链接阶段详解链接阶段将多个目标文件和库文件链接成一个可执行文件链接器会将目标文件中的代码和数据段组合在一起，并解决代码中的符号引用，最终生成可执行文件基本命令格式GCC命令的基本格式如下GCC选项文件名选项gcc[][]...命令常用选项gcc选项仅编译不链选项生成汇编代选项仅预处理-c-S-E接码选项指定输出文-o件选项仅编译不链接-c使用选项可以将源代码编译成目标文件，但不进行链接操作目标文件-c通常以为扩展名，其中包含了编译后的机器指令.o选项生成汇编代码-S使用选项可以将源代码编译成汇编代码汇编代码通常以为扩展名，-S.s其中包含了汇编语言指令，这些指令可以被汇编器转换为机器指令选项仅预处理-E使用选项可以将源代码进行预处理，但不进行编译操作预处理后的代-E码通常以为扩展名，其中包含了宏定义、包含的头文件和删除注释后的.i代码选项指定输出文件-o使用选项可以指定编译后的输出文件名，例如-ogcc-o myprogrammyprogram.c选项显示所有警告-Wall使用选项可以显示编译器发现的所有警告信息这些警告信息可以帮-Wall助你找到代码中的潜在问题，提高代码质量选项添加调试信息-g使用选项可以添加调试信息到编译后的目标文件中调试信息可以让调-g试器跟踪代码执行过程，定位程序错误优化选项详解-O提供多种优化选项，可以根据需要选择合适的优化级别，以提高代码GCC的执行效率到优化级别-O0-O301-O0-O1不进行任何优化进行基本的优化23-O2-O3进行更高级别的优化进行最高级别的优化优化选项-Os使用选项可以对代码进行优化，使其生成更小的可执行文件，适用于嵌入式系统或内存有限的场景-Os编译警告控制选项提供了许多选项来控制编译警告信息，你可以根据需要选择合适的选GCC项来控制警告信息选项使用-Werror使用选项可以将所有警告信息视为错误，如果编译时出现任何警告-Werror，编译器将停止编译过程，并报错选项使用-pedantic使用选项可以使编译器遵循语言标准，并对不符合标准的代码-pedantic C发出警告信息头文件搜索路径设置编译器默认会在系统默认的头文件搜索路径中查找头文件，你也可以GCC使用选项来指定自定义的头文件搜索路径选项的使用方法-I使用选项可以指定一个额外的头文件搜索路径，例如-Igcc-I/usr/local/include myprogram.c库文件搜索路径设置编译器默认会在系统默认的库文件搜索路径中查找库文件，你也可以GCC使用选项来指定自定义的库文件搜索路径选项的使用方法-L使用选项可以指定一个额外的库文件搜索路径，例如-Lgcc-L/usr/local/lib myprogram.c链接库文件链接库文件是将预编译好的代码和数据整合到可执行文件中，可以提高代码复用性和开发效率选项的使用方法-l使用选项可以链接指定的库文件，例如-lgcc myprogram.c-lm静态库与动态库的区别静态库在编译时会将库文件动态库在运行时才加载到内静态库生成的执行文件较大动态库生成的执行文件较小中的代码直接复制到可执行存中，但运行时无需依赖库文件，但运行时需要依赖库文件文件中创建静态库的步骤使用命令将目标文件打包成静态库ar使用命令创建索引文件ranlib创建动态库的步骤使用命令编译源代码，并指定选项gcc-shared使用命令链接目标文件和库文件ld使用静态库的方法在编译链接时使用选项指定静态库文件名，例如-lgcc myprogram.c-L/usr/local/lib-lmylib使用动态库的方法在编译链接时使用选项指定动态库路径，并使用选项指定动态库文件名-L-l，例如gcc myprogram.c-L/usr/local/lib-lmylib多文件编译技术多文件编译技术可以将大型项目分解成多个源代码文件，并分别编译成目标文件，最后再链接成可执行文件条件编译指令条件编译指令可以根据不同的条件编译不同的代码块，实现代码的灵活性和可维护性和的使用#ifdef#ifndef使用和指令可以根据宏定义是否存在来选择编译不同的代码块#ifdef#ifndef，例如#ifdef DEBUGprintfDEBUG:%s\n,message;#endif和的使用#define#undef使用指令可以定义一个宏，使用指令可以取消宏定义，例如#define#undef#define PI

3.14159#undef PI宏定义技巧宏定义可以提高代码的可读性和可维护性，例如#define MAXa,b aba:b内联函数的使用内联函数可以将函数代码直接插入到调用函数的地方，可以提高代码执行效率，但也会增加代码量扩展语法特性GCC提供了一些扩展语法特性，可以提高代码效率和可读性，例如内联GCC汇编、分支预测提示和变量属性说明等内联汇编内联汇编允许在代码中嵌入汇编代码，可以实现一些无法用C/C++C/C++代码直接实现的功能分支预测提示分支预测提示可以告诉编译器程序中分支语句的执行可能性，可以帮助编译器优化代码的执行效率变量属性说明变量属性说明可以指定变量的存储位置、访问权限等信息，可以帮助编译器优化代码的性能函数属性说明函数属性说明可以指定函数的调用约定、返回值类型等信息，可以帮助编译器优化代码的性能编译优化技术提供了多种编译优化技术，可以根据需要选择合适的优化技术来提高GCC代码的执行效率循环优化循环优化可以提高循环语句的执行效率，例如循环展开、循环合并、循环移位等函数内联优化函数内联优化可以将函数代码直接插入到调用函数的地方，可以减少函数调用开销，提高代码执行效率常量传播优化常量传播优化可以将代码中常量表达式替换成其结果，可以减少计算开销，提高代码执行效率死代码消除死代码消除可以将代码中无法执行的代码块删除，可以减少代码量，提高代码执行效率与工具配合GCC Make工具可以自动执行编译、链接等操作，可以提高代码开发效率和可Make维护性编写基础Makefile是一个文本文件，其中包含了编译、链接等操作的指令，以及文Makefile件之间的依赖关系多平台交叉编译交叉编译是指在一个平台上编译另一个平台的可执行文件，例如在x86平台上编译平台的可执行文件ARM交叉编译工具链配置交叉编译工具链包含了交叉编译器、交叉汇编器、交叉链接器等工具，需要根据目标平台进行配置常见编译错误解析编译错误通常是由于代码语法错误或链接错误导致的，需要根据错误信息分析原因，并进行相应的修改链接错误解决方案链接错误通常是由于库文件缺失或版本不兼容导致的，需要根据错误信息找到对应的库文件，并进行相应的配置版本兼容性问题GCC不同版本之间可能存在兼容性问题，需要根据实际情况选择合适的版GCC本性能调优实践性能调优可以提高代码的执行效率，可以采用多种方法，例如使用优化选项、分析代码性能瓶颈、调整数据结构等。