剖析gcc -v輸出

時間  2019-11-19
標籤 剖析 gcc 輸出 欄目 GCC 简体版
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 分析gcc -v的詳細信息的意義java

首先咱們須要清楚一點，咱們並不能徹底弄清楚gcc -v的全部信息，由於畢竟咱們並非GCC編譯器集合的實現者，對於這些信息，他們纔是最清楚的。因爲咱們不能將全部的信息都搞清楚，因此咱們只分析關鍵信息。雖然咱們不能將全部信息都所有弄清楚，可是分析裏面的關鍵信息仍是很是有意義的，咱們能夠經過這些信息弄清楚不少事情，好比：linux

①經過這些信息，我就知道gcc其實最終仍是調用ccp/cc1/as/collect2(或ld)等程序來實現編譯的四個過程的。c++

②知道c的啓動代碼是怎麼來的程序員

③知道爲何在程序中調用printf、scanf、malloc等函數時，咱們不須要主動連接這些函數的動態庫，可是依然可以使用這些函數bootstrap

 

gcc -v詳細信息分析ubuntu

源代碼windows

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define NUM 100

int main()
{
    #if 0
    printf("Test condition macro\n");
    #endif

    printf("Hello World\n");
    return 0;
}
View Code

gcc test.c -o test -vapp

[root@localhost ~]# gcc test.c -o test -v 
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/lto-wrapper
Target: x86_64-redhat-linux
Configured with: ../configure --prefix=/usr --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --with-bugurl=http://bugzilla.redhat.com/bugzilla --enable-bootstrap --enable-shared --enable-threads=posix --enable-checking=release --with-system-zlib --enable-__cxa_atexit --disable-libunwind-exceptions --enable-gnu-unique-object --enable-linker-build-id --with-linker-hash-style=gnu --enable-languages=c,c++,objc,obj-c++,java,fortran,ada,go,lto --enable-plugin --enable-initfini-array --disable-libgcj --with-isl=/builddir/build/BUILD/gcc-4.8.5-20150702/obj-x86_64-redhat-linux/isl-install --with-cloog=/builddir/build/BUILD/gcc-4.8.5-20150702/obj-x86_64-redhat-linux/cloog-install --enable-gnu-indirect-function --with-tune=generic --with-arch_32=x86-64 --build=x86_64-redhat-linux
Thread model: posix
gcc version 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-28) (GCC) 
COLLECT_GCC_OPTIONS='-o' 'test' '-v' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
 /usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/cc1 -quiet -v test.c -quiet -dumpbase test.c -mtune=generic -march=x86-64 -auxbase test -version -o /tmp/cceAJij2.s
GNU C (GCC) version 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-28) (x86_64-redhat-linux)
    compiled by GNU C version 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-28), GMP version 6.0.0, MPFR version 3.1.1, MPC version 1.0.1
GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/include-fixed"
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../x86_64-redhat-linux/include"
#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/include
 /usr/local/include
 /usr/include
End of search list.
GNU C (GCC) version 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-28) (x86_64-redhat-linux)
    compiled by GNU C version 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-28), GMP version 6.0.0, MPFR version 3.1.1, MPC version 1.0.1
GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072
Compiler executable checksum: 949efbe3007c23535d2d04d4c10b1f32
COLLECT_GCC_OPTIONS='-o' 'test' '-v' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
 as -v --64 -o /tmp/ccL4wd1V.o /tmp/cceAJij2.s
GNU assembler version 2.27 (x86_64-redhat-linux) using BFD version version 2.27-27.base.el7
COMPILER_PATH=/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/
LIBRARY_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../lib64/:/lib/../lib64/:/usr/lib/../lib64/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../:/lib/:/usr/lib/
COLLECT_GCC_OPTIONS='-o' 'test' '-v' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
 /usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/collect2 --build-id --no-add-needed --eh-frame-hdr --hash-style=gnu -m elf_x86_64 -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 -o test /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../lib64/crt1.o /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../lib64/crti.o /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/crtbegin.o -L/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5 -L/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../lib64 -L/lib/../lib64 -L/usr/lib/../lib64 -L/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../.. /tmp/ccL4wd1V.o -lgcc --as-needed -lgcc_s --no-as-needed -lc -lgcc --as-needed -lgcc_s --no-as-needed /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/crtend.o /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../lib64/crtn.o
[root@localhost ~]#
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Using built-in specs. 　　　　　　　　　　　   //編譯連接詳細信息
COLLECT_GCC=gcc     　　　　　　　　　　   //編譯時所調用的總調度程序eclipse

Target: x86_64-linux-gnu　　　　　　　　　　 //gcc編譯獲得的可執行文件的運行環境，cpu：64位x86， OS：linux， gnu：gcc的開發組織jvm

Configured with: ../configure --prefix=/usr         //gcc配置信息

gcc配置信息

什麼是gcc配置信息

gcc也是一個程序，也是被別人開發出來的，應該是c/c++語言寫的。編寫gcc這個編譯器程序的人，在編譯gcc時所給的信息就是配置信息，這些信息會決定編譯gcc哪些代碼，不編譯哪些代碼，最終獲得針對某個環境（OS/CPU）的gcc可執行程序。

gcc程序如何面對衆多環境的

gnu開發的gcc能夠面對不少的環境，好比windows x86環境，Linux x86環境，Linux arm環境。編寫gcc的人，爲了讓程序可以應對各類環境（OS、cpu），gcc程序裏面會包含應對各個環境的代碼，若是你想獲得針對某個環境gcc可執行程序，就必須只編譯針對該環境的代碼，其它代碼不編譯。

如何選擇只編譯gcc程序針對某個環境的代碼

經過條件編譯來選擇，就能夠在預編譯階段決定你要保留哪些代碼，放棄哪些代碼，編譯時只編譯你保留的代碼。

好比

gcc.c
                                    
#define X86_LINUX
                                    
                                    
#ifdef X86_LINUX
針對x8六、Linux環境的代碼。
#endif
                                    
                                    
#ifdef ARM_LINUX
針對arm、Linux環境的代碼。
#endif
                                
                                
#ifdef X86_WINDOWS
針對X8六、windows環境的代碼。
#endif
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經過條件編譯所需的宏，就能讓條件編譯保留和編譯只針對某個環境的代碼。可是因爲c條件編譯使用的宏實在是太多了，因此咱們不可能本身一個一個的定義這些宏，因此就須要經過配置信息自動生成須要的宏。

配置信息保存在哪裏呢？

配置信息保存在配置文件中，咱們配置信息時，其實就是修改配置文件中的內容。運行配置文件時，根據配置信息的要求，會自動生成須要的宏定義，並把這些宏定義保存到相應的.h（頭文件）中。再將.h給c/c++程序，預處理時，條件編譯根據.h中定義的宏定義，就能決定保留和編譯哪些代碼。編譯時就只編譯保留的代碼，最後就獲得了針對某個環境的gcc可執行程序，不過這些配置信息會保留gcc中，gcc -v時會顯示出來。

Configured with: ../configure　　

這句話僅僅只是向咱們代表，gcc的配置信息實際上是來源於這個文件，這個配置文件並不在個人電腦上，而是在gcc開發者的電腦上，編譯gcc時gcc開發者會去設置這個配置文件。

--prefix=/usr　　

路徑固定前綴，也就是說gcc所使用到的路徑都是/usr打頭的，換句話說gcc所用到的文件，都在這個/usr目錄下。

--with-bugurl=http://bugzilla.redhat.com/bugzilla　　

gcc bug報告說明書：若是你發現了gcc的bug，須要按照README.Bugs說明書的要求來提交gcc的bug

--enable-languages　　

gcc編譯器集合所支持的語言，不過想要編譯java等其它語言，須要下載相應的插件

--libdir=/usr/lib　　

GCC編譯器集合「自帶庫」所在目錄

--enable-java-awt=gtk 　　

使用gcc編譯帶界面的java程序，圖形界面底層調用的是ubuntu的gtk基礎圖形庫。gcc能夠編譯java，可是java程序運行須要相應的運行環境（最起碼要有個java虛擬機jvm）如下信息描述的就是java的運行環境

--with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-5-amd64/jre 
--enable-java-home 
--with-jvm-root-dir=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-5-amd64 
--with-jvm-jar-dir=/usr/lib/jvm-exports/java-1.5.0-gcj-5-amd64 
--with-arch-directory=amd64 
--with-ecj-jar=/usr/share/java/eclipse-ecj.jar 
--enable-objc-gc
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gcc基本選項：

-march=x86-64：intel 64位 x86 cpu　　

-mtune=generic：

編譯獲得的機器指令，屬於通用指令集（同款的不一樣型號的cpu都支持的指令集）。若是須要指定某型號cpu的特殊指令集時，就不能寫成generic，而要寫特殊指令集名稱COLLECT_GCC_OPTIONS='-o' 'helloworld' '-v' '-mtune=generic' '-march=x86-64'

crt1.o、crti.o、crtbegin.o：

用於生成程序的「啓動代碼」，這三個.o是由GCC編譯器集合提供的（由GCC開發者編寫的），crt就是c/c++ run time的意思，翻譯爲中文就是「運行時環境」。

啓動代碼的做用：搭建c/c++的運行環境

crt1.o：彙編寫的。

①裏面的_start是整個程序的開始（入口）

②main函數是由crt1.o調用

③c/c++函數運行所須要的棧，是由crt1.o創建的

crti.o：在調用main以前，實現c的一些初始化工做，好比全局變量初始化

crtbegin.o：在調用main以前，實現c++的一些初始化，好比調用全局構造函數，建立全局對象

crtend.o、crtn.o：

用於生成掃尾代碼，程序運行結束時，作一些掃尾工做，這兩個.o也是由gcc開發者編寫的，爲了方便描述，咱們每每將掃尾代碼認爲是啓動代碼的一部分。

crtend.o：掃尾作什麼？好比調用c++析構函數，釋放全局對象的空間

crtn.o：掃尾作什麼？好比，接收main函數的返回值並處理

①若是程序是裸機運行的，返回值到掃尾代碼這裏就結束了，裸機時返回值的意義不大

②若是程序是基於OS運行的，掃尾代碼會將返回值交給OS  

頭文件包含

包含""所指定的頭文件：到程序員本身指定的路徑下去搜索

#include "..." search starts here:

包含<>所指定的頭文件：到系統指定的路徑下去找

#include <...> search starts here:
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/include
/usr/local/include
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/include-fixed
/usr/include/x86_64-linux-gnu
/usr/include
End of search list.

彙編

因爲as的路徑已經被加入到了環境變量中，所以調用as時，並不須要指定as的路徑。生成xxx.s彙編文件是一個臨時文件，/tmp目錄專門用於存放Linux系統所生成的臨時文件，一旦編譯獲得了可執行文件，這個xxx.s將會別刪除

連接

collect2爲連接器，因爲collect2的路徑沒有加入環境變量，所以須要咱們本身指明collect2所在的路徑。

/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/collect2

collect2的選項和參數
...

給程序指定動態連接器：程序運行起來後，用於加載動態庫
-dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2

最終生成的可執行文件

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