- 軟件名稱
- GNU Compiler Collection
- 軟件平台
- 類Unix操作系統
- 最近更新時間
- 2019年02月22日
- 軟件語言
- 多國語言
- 開發商
- Free Software Foundation (自由軟件基金會)
gcc簡介
編輯GCC是以GPL許可證所發行的自由軟件，也是GNU計劃的關鍵部分。GCC的初衷是為GNU操作系統專門編寫一款編譯器，現已被大多數類Unix操作系統（如Linux、BSD、MacOS X等）採納為標準的編譯器，甚至在微軟的Windows上也可以使用GCC。GCC支持多種計算機體系結構芯片，如x86、ARM、MIPS等，並已被移植到其他多種硬件平台
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GCC原名為GNU C語言編譯器（GNU C Compiler），只能處理C語言。但其很快擴展，變得可處理C++，後來又擴展為能夠支持更多編程語言，如Fortran、Pascal、Objective -C、Java、Ada、Go以及各類處理器架構上的彙編語言等，所以改名GNU編譯器套件（GNU Compiler Collection）
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gcc結構
編輯GCC的外部接口長得像一個標準的Unix編譯器。使用者在命令列下鍵入gcc之程序名，以及一些命令參數，以便決定每個輸入檔案使用的個別語言編譯器，併為輸出程序碼使用適合此硬件平台的組合語言編譯器，並且選擇性地執行連接器以製造可執行的程序。
每個語言編譯器都是獨立程序，此程序可處理輸入的原始碼，並輸出組合語言碼。全部的語言編譯器都擁有共通的中介架構：一個前端解析符合此語言的原始碼，併產生一抽象語法樹，以及一翻譯此語法樹成為GCC的暫存器轉換語言〈RTL〉的後端。編譯器最佳化與靜態程序碼解析技術（例如FORTIFY_SOURCE，一個試圖發現緩衝區溢位〈buffer overflow〉的編譯器）在此階段應用於程序碼上。最後，適用於此硬件架構的組合語言程序碼以Jack Davidson與Chris Fraser發明的算法產出。
幾乎全部的GCC都由C寫成，除了Ada前端大部分以Ada寫成。
gcc前端接口
在2005年，兩種與語言脱鈎的新型態語法樹納入GCC中。它們稱為GENERIC與GIMPLE。語法解析變成產生與語言相關的暫時語法樹，再將它們轉成GENERIC。之後再使用"gimplifier"技術降低GENERIC的複雜結構，成為一較簡單的靜態唯一形式（Static Single Assignment form，SSA）基礎的GIMPLE形式。此形式是一個與語言和處理器架構脱鈎的全域最佳化通用語言，適用於大多數的現代編程語言。
gcc中介接口
一般編譯器作者會將語法樹的最佳化放在前端，但其實此步驟並不看語言的種類而有不同，且不需要用到語法解析器。因此GCC作者們將此步驟歸入通稱為中介階段的部分裏。此類的最佳化包括消解死碼、消解重複運算與全域數值重編碼等。許多最佳化技巧也正在實作中。
gcc後端接口
GCC後端的行為因不同的前處理器宏和特定架構的功能而不同，例如不同的字符尺寸、呼叫方式與大小尾序等。後端接口的前半部利用這些訊息決定其RTL的生成形式，因此雖然GCC的RTL理論上不受處理器影響，但在此階段其抽象指令已被轉換成目標架構的格式。
GCC的最佳化技巧依其釋出版本而有很大不同，但都包含了標準的最佳化算法，例如循環最佳化、執行緒跳躍、共通程序子句消減、指令排程等等。而RTL的最佳化由於可用的情形較少，且缺乏較高階的資訊，因此相比較起來，增加的GIMPLE語法樹形式，便顯得比較不重要。
gcc基本用法
編輯在使用GCC編譯器的時候，我們必須給出一系列必要的調用參數和文件名稱。GCC編譯器的調用參數大約有100多個，這裏只介紹其中最基本、最常用的參數。具體可參考GCC Manual。
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，filenames給出相關的文件名稱。
-O2，比-O更好的優化編譯、鏈接，當然整個編譯、鏈接過程會更慢。
A）#include <myinc.h>
B）#include “myinc.h”
其中，A類使用尖括號（< >），B類使用雙引號（“ ”）。對於A類，預處理程序cpp在系統預設包含文件目錄（如/usr/include）中搜尋相應的文件，而B類，預處理程序在目標文件的文件夾內搜索相應文件。
-v gcc執行時執行的詳細過程，gcc及其相關程序的版本號
原版gcc manual該選項英文解釋
Print （on standard error output） the commands executed to run the stages of compilation. Also print the version number of the compiler driver program and of the preprocessor and the compiler proper.
編譯程序時加上該選項可以看到gcc搜索頭文件/庫文件時使用的搜索路徑！
gcc基本規則
編輯gcc所遵循的部分約定規則：
.c為後綴的文件，C語言源代碼文件；
.a為後綴的文件，是由目標文件構成的檔案庫文件；
.C，.cc或.cxx 為後綴的文件，是C++源代碼文件且必須要經過預處理；
.h為後綴的文件，是程序所包含的頭文件；
.i 為後綴的文件，是C源代碼文件且不應該對其執行預處理；
.ii為後綴的文件，是C++源代碼文件且不應該對其執行預處理；
.m為後綴的文件，是Objective-C源代碼文件；
.mm為後綴的文件，是Objective-C++源代碼文件；
.o為後綴的文件，是編譯後的目標文件；
.s為後綴的文件，是彙編語言源代碼文件；
.S為後綴的文件，是經過預編譯的彙編語言源代碼文件。
gcc語言支持
編輯以2006年5月24日釋出的4.1.1版為準，本編譯器版本可處理下列語言：
Ada 〈GNAT〉
C 〈GCC〉
C++（G++）
Objective-C 〈GOBJC〉
Objective-C++
先前版本納入的CHILL前端由於缺乏維護而被廢棄。
Fortran前端在4.0版之前是G77，此前端僅支援Fortran 77。在本版本中，G77被廢棄而採用更新的GFortran，因為此前端支援Fortran 95。
下列前端依然存在：
Mercury
VHDL
gcc執行過程
編輯雖然我們稱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行文件的過程不僅僅是編譯的過程，而是要經歷四個相互關聯的步驟∶預處理（也稱預編譯，Preprocessing）、編譯（Compilation）、彙編（Assembly）和鏈接（Linking）。
命令gcc首先調用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。接着調用cc1進行編譯，這個階段根據輸入文件生成以.i為後綴的目標文件。彙編過程是針對彙編語言的步驟，調用as進行工作，一般來講，.S為後綴的彙編語言源代碼文件和彙編、.s為後綴的彙編語言文件經過預編譯和彙編之後都生成以.o為後綴的目標文件。當所有的目標文件都生成之後，gcc就調用ld來完成最後的關鍵性工作，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行程序中的恰當的位置，同時，該程序所調用到的庫函數也從各自所在的檔案庫中連到合適的地方。
gcc執行過程示例
編輯- 示例代碼
#include<stdio.h>
int main（void）
{
printf（"hello\n"）;
return 0;
}
- 預編譯過程
可以看到預編譯後，代碼從6行擴展到了910行。
gcc -E a.c -o a.i cat a.c|wc -l 5 cat a.i|wc -l 910
- 編譯過程
這個階段，檢查語法，生成彙編代碼。
gcc -S a.i -o a.s cat a.s|wc-l 59
- 彙編過程
這個階段，生成目標代碼。
gcc -c a.s -o a.o file a.o a.o:ELF64-bitLSBrelocatable,AMDx86-64,version1（SYSV）,notstripped
- 鏈接過程
鏈接過程。生成可執行代碼。鏈接分為兩種，一種是靜態鏈接，另外一種是動態鏈接。使用靜態鏈接的好處是，依賴的動態鏈接庫較少，對動態鏈接庫的版本不會很敏感，具有較好的兼容性；缺點是生成的程序比較大。使用動態鏈接的好處是，生成的程序比較小，佔用較少的內存。
gcc a.o -o a
程序運行：
./a hello
gcc處理器架構
編輯GCC4.1支持下列處理器架構：
Alpha
Blackfin
H8/300
MorphoSys 家族
Motorola 68000
Motorola 88000
System/370，System/390
HC12
VAX
Renesas R8C/M16C/M32C家族
較不知名的處理器架構也在官方釋出版本中支援：
A29K
ARC
C4x
CRIS
D30V
DSP16xx
FR-30
FR-V
IP2000
M32R
68HC11
MCORE
MN10200
MN10300
NS32K
ROMP
Stormy16
V850
Xtensa
由FSF個別維護的GCC處理器架構：
D10V
MicroBlaze
PDP-10
MSP430
Z8000
當GCC需要移植到一個新平台上，通常使用此平台固有的語言來撰寫其初始階段。
gcc程序除錯
編輯為 GCC 除錯的首選工具當然是 GNU 除錯器。其他特殊用途的除錯工具是 Valgrind, 用以發現內存漏失 （Memory leak）。而 GNU 測量器 （gprof） 可以得知程序中某些函式花費多少時間，以及其呼叫頻率；此功能需要使用者在編譯時選定測量〈profiling〉選項。
gcc使用技巧
編輯首先檢查是否在你的機器上安裝了GCC，使用命令：
可用rpm -q gcc 檢查。
如果沒有安裝，請依序檢查並安裝下面各RPM
libbinutils
binutils
make
glibc-devel
gcc-cpp
gcc
看下面的例子：test.c
#include<stdio.h>
int main（）
{
char *str="I like Linux!I advice you to join in the Linux World";
printf（"%s",str）;
return 0;
}
使用gcc編譯。輸入gcc -c test.c得到目標文件test.o.-c命令表示對文件進行編譯和彙編。但並不連接。如果再鍵入gcc -o ../bin/test test.o,那麼將得到名為test的可執行文件。其實這兩步可以一氣呵成，gcc ../bin/test test.c.如果程序沒有錯誤就生成了可執行文件。也許你會覺得基於命令行的編譯器比不上如VC之類的集成開發環境，的確gcc的界面要改進，但是你一旦熟練了就會感到。gcc的效率如此之高。可以告訴大家的是Linux底下強大的C/C++集成開發環境Kdevelop和Vc一樣強大，使用了Gcc編譯器。
GNU C編譯器 即gcc是一個功能強大的ANSI C兼容編譯器，你會操作其他操作系統下的一種C編譯器，能很快掌握GCC.
1、使用Gcc,Gcc是基於命令行的，使用時通常後跟一些選項和文件名。Gcc的基本用法如下： gcc [options] [filenames] 命令行選項制定操作將對命令行上的每個給出的文件執行。
2、GCC的常用選項
編譯選項：gcc有超過100個的編譯選項可用。具體的可以使用命令man gcc察看
優化選項：用GCC編譯C/C++代碼時，它會試着用最少的時間完成編譯並且編譯後的代碼易於調試。易於調試意味着編譯後的代碼與源代碼有同樣的執行順序，編譯後的代碼沒有經過優化。有很多的選項可以告訴GCC在耗費更多編譯時間和犧牲易調試性的基礎上產生更小更快的可執行文件。這些選項中最典型的就是-O和-O2。-O選項告訴gcc對源代碼進行基本優化。-O2選項告訴GCC產生儘可能小的和儘可能快的代碼。還有一些很特殊的選項可以通過man gcc察看。
調試和剖析選項：GCC支持數種調試剖析選項。在這些選項中最常用的是-g和-pg.-g選項告訴gcc產生能被GNU調試器（如gdb）使用的調試信息，以便調試用户的程序。-pg選項告訴gcc在用户的程序中加入額外的代碼，執行時，產生gprof用的剖析信息以顯示程序的耗時情況。
3、使用gdb
使用方法：在命令行中鍵入gdb並按回車就可以運行gdb了，啓動gdb後，能在命令行上制定很多的選項，也可以下面的方式來運行gdb: gdb filename 用這種方式運行gdb時，能直接指定想要調試的程序。在命令行上健入gdb -h得到一個有關gdb的選項的説明簡單列表。
關於gcc的大體就寫這麼多吧，更多的信息可以查找幫助，記得學習Linux的一大武器man或者info命令，下次在介紹一下使用C/C++編寫大型程序的makefile文件和make命令。
gcc版本發佈
編輯2012年03月23日，GCC 首個公開發布版本是在 1987 年由 Richard Stallman 發佈的，到今天已經整整 25 年了。為了慶祝 25 週年，GCC 也相應發佈了 GCC 4.7.0 版本，這是 GCC 一個全新的重要版本。
GCC 4.7.0 帶來了一組關於鏈接時優化 （LTO） 框架可提升伸縮性和降低內存使用，據開發者稱，在 64 位系統上需要 8G 內存來對 Firefox 進行優化，然而用了 LTO 後只需 3G。
GCC 4.7.0 還改進對 Fortran 的支持，支持 Google Go 1 等等多項改進。
2012年06月14日，GCC 4.7.1 發佈了，這是一個 bug 修復版本，主要是 4.7.0 中的一些迴歸測試發現的問題修復。
2013年04月11日，GCC 4.7.3 發佈。
2013年03月22日，GCC 4.8.0發佈，進一步加強了對已C++11的支持。並且G++開始支持-std=c++1y選項，用來支持計劃於2014年發佈的C++11修訂版標準（C++14）。
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2013年10月16日，GCC 4.8.2發佈。提供了對於OpenMP 4.0的支持。
gcc安裝方法
編輯linux中
RedHat中安裝
用which gcc命令查看，假如有顯示” /usr/bin/gcc”的話説明已經安裝了，否則就是沒有安裝。
這裏以redhat 64位 linux為例。首先將redhat的iso系統鏡像掛在到/mnt/cdrom目錄下：
進入/mnt/cdrom目錄，就可以訪問iso鏡像中的內容了。
cd /mnt/cdrom
cd Server/
安裝gcc的依賴包以及gcc，按以下命令依次執行：
rpm -ivh binutils-2.17.50.0.6-12.el5.x86_64.rpm
rpm -ivh cpp-4.1.2-46.el5.x86_64.rpm
rpm -ivh kernel-headers-2.6.18-164.el5.x86_64.rpm
rpm -ivh glibc-headers-2.5-42.x86_64.rpm
rpm -ivh libgomp-4.4.0-6.el5.x86_64.rpm
rpm -ivh gcc-4.1.2-46.el5.x86_64.rpm
大家在安裝rpm包時，由於依賴關係，在安裝時會提示“此包依賴其他包xx”，讓你先安裝其他包，總之大家按照提示來，提示你先安裝哪個包就安裝哪個包。
Ubuntu中安裝
安裝4.8版為例：
sudo apt-get install gcc-4.8
- 參考資料
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- 1. 周立功主編. 嵌入式Linux開發教程 上[M]. 2016 ：180-181頁
- 2. GCC, the GNU Compiler Collection ．GNU Project - Free Software Foundation (FSF)[引用日期2019-11-07]
- 3. gcc-4.8 changelog ．GCC, the GNU Compiler Collection[引用日期2013-10-18]
- 4. Release ．gcc[引用日期2021-09-11]
