gcc学习笔记

1：第一个程序 ： hello world

#include <stdio.h>

int main(void)

{

printf("Hello , world ! \n");

return 0;

}

编译： gcc -Wall hello.c -o hello

2：调试错误 ：  debug.c

#include <stdio.h>

int main(void)

{

printf("Two plus two is %f \n", 4);

return 0;

}

编译： gcc -Wall hello.c -o hello

错误 1： 乱码  解决： export LANG=c

然后可以提示代码中的错误

3：拆分程序

将hello.c拆分成3个文件

hello1.c  自定义函数定义

hello.h 自定义函数声名文件

main.c  主文件

hello1.c 

#include <stdio.h>

void hello(const char* string)

{

printf(string);

}

hello.h

#include <stdio.h>

void hello(const char* string);

main.c

#include <stdio.h>

#include "hello.h"

int main(void)

{

hello("hello world \n");

return 0;

}

编译多个文件 : gcc -Wall main.c hello1.c -o newhello

4 ：Verbose Compilation

主要用于调试程序，显示程序编译的详细信息

格式 ： gcc -v -Wall  hello.c -o hello

5: 独立编译

每个.c文件独立编译成一个.o(windows中obj文件)，最后通过链接器（linker）成为一个可执行文件。只用重新编译修改的文件。

格式：  gcc -Wall -c main.c        gcc -Wall -c hello1.c

此时会生成目标文件（与源文件同名，扩展名.o）

链接器: gcc main.o hello1.o -o bbk

6：Make的作用

只编译修改过的文件生成.o文件，对于没有更新过的源文件则不重新编译

7：Linking With External　Libraries

系统库不需要显式声明

例：

#include <math.h>

#include <stdio.h>

int main(void)

{

double m;

scanf("%L",&m);

double x = sqrt(m);

printf("The square root of 2.0 is %f \n", x);

return 0;

}

老版本的编译器需要显式声明：

  gcc -Wall main.c /usr/lib/libm.a -o calc

       同： gcc -Wall main.c -lm -o calc

注： -lNAME   等价于连接库文件  libNAME.a (标准目录下，不是当前目录)

8:  Common Problem In compiling 

header files or library file is (头文件和库文件的默认路径):

/usr/local/include/

/usr/include/

/usr/local/lib  g

/usr/lib

调用用户的头文件

1: gcc -Wall -I/usr/myheaerdir -L./ -lmy.a （推荐方法）  -I 设置头文件的路径，-L库文件目录

2: 通过shell设置环境变量 ，变量名： C_INCLUDE_PATH    LIBRARY_PATH

3：修改环境变量

9：Create a Library with ar 

通过ar 命令将一堆的目标文件（.o文件）连接成一个库文件（.a文件），然后主文件连接此库文件

格式： ar cr libNAME.a file1.o file2.o .... filen.o

根据库文件，查看连接的目标文件

格式： ar t libmy.a

例：

mylib.h

int func1(int x, int y);

void func2(int x);

fun1.c

#include "mylib.h"

int func1(int x, int y)

{

return (x+y);

}

fun2.c

#include<stdio.h>

#include "mylib.h"

void func2(int x)

{

printf("the int is %d\n", $x);

}

maina.c

#include<stdio.h>

#include "mylib.h"

int main(void)

{

int i ;

i = func1(1,2);

func2(i);

return 0;

}

操作顺序： 

1：gcc -Wall -c fun1.c   //生成目标文件

2：gcc -Wall -c fun2.c

3：ar cr libhello.a fun1.o fun2.o  //将两个目标文件生成1个库文件libhello.a

4：gcc -Wall maina.c libhello.a -o hello  (注意maina.c放在库文件的前面，遵循先调用后定义的原则 ，将maina.c编译成目标文件后，用3个目标文件编译可忽略次序问题

)

同：gcc -Wall main.c -L. -lhello -o h3  ("L"设置库文件的韦当前目录，"l"库文件名)

设置系统的环境变量：

1：查看系统的环境变量   env | grep LIB

2：设置系统的全局变量   export LIBRARY_PATH=/usr/local/gcc:$LIBRARY_PATH

调整程序目录为 

include目录    mylib.h

lib目录            libhello.a

mina.c

编译： gcc -Wall maina.c -Iinclude -Llib -lhello -o h4

查看库文件由哪些目标文件合成：

ar t libhello.a

研究Apache的源码

10：Shared Vs　Static　Library （动态库、静态库）

动态库，windows下dll文件   linux下so文件

可执行文件执行时，先加载动态库到内存，动态库可被多个可执行文件共离

将动态库放到系统的标准目录/usr/local/lib  /usr/lib

设置系统变量 LB_LIBRARY_PATH

11：C的版本

   标准C、Gcc支持的特殊方式

例：ansi.c

#include <stdio.h>

int main(void)

{

const char asm[] = '6705';

printf("the string asm is '%s'\n", asm);

return 0;

}

gcc -Wall ansi.c -o an

直接编译会报错，原因：asm不是标准C的关键词，是gcc支持C 的关键字

修正： gcc - Wall -ansi ansi.c -o an

例2：pi.c

#include <math.h>

#include <stdio.h>

int main(void)

{

printf("the value of pi is %f \n", M_PI);

return 0;

}

gcc - Wall -ansi pi.c -o pi c

将会报错，原因：宏M_PI 在标准C中没有定义，Gcc支持

gcc -Wall pi.c -o pi

解决办法：编译时，调用Gnu的宏定义

gcc -Wall -ansi -D_GNU_SOURCE pi.c -o pp

例3：严格C标准  v.c

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])

{

int i, n = argc;

double x[n];

for(i = 0; i < n ; i++)

{

x[i] = i;

}

printf("result is %l \n", x);

return 0;

}

gcc -Wall -ansi -pedantic v.c -o v  // 两个选项，强制按照C标准

以上会报错，标准C不支持可变长的数组

gcc -Wall v.c -o v

-Wall的相关选项

1：注释问题，嵌套注释的错误   -Wcomment

解决方法：外层注释用宏定义

#if 0

/* 被注释掉的内容 */

#endif

2: -Wunused

声明但未使用的变量

12: Using the Preprocessor  预处理（替换代码中的宏定义等操作）

例：

dtest.c

#include <stdio.h>

int main(void)

{

#ifdef TEST

printf("Test mode\n");

#endif

printf("Running...\n");

return 0;

}

gcc -Wall -DTEST=456 dtest.c -o dt  //编译时定义一个宏，默认值为1

查看系统的宏定义： cpp -dM /dev/null

-D 编译时定义宏

-E  只预处理程序，不编译 （只替换源文件中的include和宏定义）

-save-temp   编译时，保存预处理后的结果（.i文件和.s文件）  .i  => .s =>.o

例：

hello1.c

#include <stdio.h>

int main(void)

{

printf("Hello , world ! \n");

return 0;

}

gcc -Wall -c -save-temps hello1.c

13: Compiling for Debugging

可执行文件中只包含机器码，不利于调试。调试模式可保存行号等信息

当程序意外终止，将产生一堆'core'文件  (ulimit -c unlimited 设置不限制dump文件大小,默认不允许产生dump文件)

用gdb对core进行调试

-g 选项以调试模式来编译源代码（将行号等信息保存在可执行文件中）

例：null.

#include <stdio.h>

int a (int *p);

int main(void)

{

int* p = 0;

return a(p);

}

int a(int *p)

{

int y = *p;

return y;

}

程序bug：指针p指针地址为0的内存空间（系统核心的地址），将报错

调试： gcc -Wall -g null.c  （-g选项 用于调试用，将源码中的相关信息保存在最终的可执行文件中）

执行程序： ./a.out (提示错误，程序 core dumped; 同时产生错误日志core.)

将产生core文件，通过gdb可调试此出错的文件

命令：gdb a.out core.989  （此时可查看到相关的错误信息）

gdb中可用的简单操作：

print p       （打印变量）

backtrace   (返回上一步的调用 )

14: Compiling with Optimization

gcc会根据不同的CPU自动优化代码；

 Source-level Optimization 

源码层次的优化

1：CSE （公共子进程优化）

例：

x = cos(v) * (1 + sin(u/2)) + sin(w) * （1 - sin(u/2)）

优化为：

t = sin(u/2);

x = cos(v) * (1 + t) +sin(w) * (1 - t)

2： Function Inlining  （FL）

对于频繁调用的函数，执行入栈、出栈操作比较频繁，效率低，可将函数声明为inling function

例：

inling double sq(double x)

{

return (x * x);

}

sum = 0.0;

for(i = 0; i< 1000000; i++)

{

sum += sq(i + 0.5);  //调用函数过程：将当前地址入栈，转到函数地址，执行完函数再出栈

}

人为优化：

t = i + 0.5;

sum += t *t;

注：当优化开头打开时，会自动对代码进行优化；或者人为的知道函数调用频率高，可将函数声明为inline函数；

15： Loop Unrolling (speed-space tradeoff)

每循环一次，都要判断是否结束，增加开销；

例：

for(i = 0 ; i< 8; i++)

{

y[i] = i;

}

简单优化：

y[0] = 0;

y[1] = 1;

y[2] = 2;

y[3] = 3;

y[4] = 4;

y[5] = 5;

y[6] = 6;

y[7] = 7;

16:Scheduling 

并行执行 指令，编译执行时间长，不会增大可执行文件大小及内存

17：Optimization level

    优化等级， 指令： -oLEVEL // level is a number from 0 to 3

-o0 用于debug

-o2 用于生产环境

test.c

#include <stdio.h>

double powern(double d, unsigned n)

{

double x = 1.0;

unsigned j;

for(j=0; j<n; j++)

x *=d;

return x;

}

int main(void)

{

double sum = 0.0;

unsigned i;

for(i=1; i< 100000000; i++)

{

sum += powern(i, i%5);

}

printf("sum = %g \n", sum);

return 0;

}

gcc -Wall -o0 test.c -o test0

查看执行时间  time ./test0

gcc -Wall -o3 -funroll-loops test.c -o test4  //for循环优化

Gcc常用总结：

参数
-I (大写i) 头文件路径
-L 库文件路径
-l 库文件名称 （-lmy 等价 libmy.a）
-o 生成可执行文件
-c 编译单个文件为目标文件
-W 错误级别
-v 显示编译过程中的详细信息

将目标文件生成库文件
ar cr libabc.a file1.o file2.o file3.o
查看库文件包含的目标文件
ar t libabc.a