GNU Compiler Collection(gcc编译器) v7.1.0 linux版 图标

GNU Compiler Collection(gcc编译器) v7.1.0 linux版

v7.1.0

2019-10-22 16:44:12

GNU Compiler Collection(gcc编译器) v7.1.0 linux版

GNU Compiler Collection是一套以GPL及LGPL许可证所发行的自由软件,也是GNU计划的关键部分,亦是自由的类Unix及苹果计算机Mac OS X 操作系统的标准编译器。

软件介绍

GCC(GNU Compiler Collection,GNU编译器套件),是由 GNU 开发的编程语言编译器。它是以GPL许可证所发行的自由软件,也是 GNU计划的关键部分。GCC原本作为GNU操作系统的官方编译器,现已被大多数类Unix操作系统(如Linux、BSD、Mac OS X等)采纳为标准的编译器,GCC同样适用于微软的Windows。GCC是自由软件过程发展中的着名例子,由自由软件基金会以GPL协议发布。GCC 原名为 GNU C 语言编译器(GNU C Compiler),因为它原本只能处理 C语言。GCC 很快地扩展,变得可处理 C++。后来又扩展能够支持更多编程语言,如Fortran、Pascal、Objective-C、Java、Ada、Go以及各类处理器架构上的汇编语言等,所以改名GNU编译器套件(GNU Compiler Collection)。

软件结构

GCC的外部接口长得像一个标准的Unix编译器。使用者在命令列下键入gcc之程序名,以及一些命令参数,以便决定每个输入档案使用的个别语言编译器,并为输出程序码使用适合此硬件平台的组合语言编译器,并且选择性地执行连接器以制造可执行的程序。每个语言编译器都是独立程序,此程序可处理输入的原始码,并输出组合语言码。全部的语言编译器都拥有共通的中介架构:一个前端解析符合此语言的原始码,并产生一抽象语法树,以及一翻译此语法树成为GCC的暂存器转换语言〈RTL〉的后端。编译器最佳化与静态程序码解析技术(例如FORTIFY_SOURCE,一个试图发现缓冲区溢位〈buffer overflow〉的编译器)在此阶段应用于程序码上。最后,适用于此硬件架构的组合语言程序码以Jack Davidson与Chris Fraser发明的算法产出。几乎全部的GCC都由C写成,除了Ada前端大部分以Ada写成。

前端接口

前端的功能在于产生一个可让后端处理之语法树。此语法解析器是手写之递归语法解析器。直到2004年,程序的语法树结构尚无法与欲产出的处理器架构脱钩。而语法树的规则有时在不同的语言前端也不一样,有些前端会提供它们特别的语法树规则。在2005年,两种与语言脱钩的新型态语法树纳入GCC中。它们称为GENERIC与GIMPLE。语法解析变成产生与语言相关的暂时语法树,再将它们转成GENERIC。之后再使用"gimplifier"技术降低GENERIC的复杂结构,成为一较简单的静态唯一形式(Static Single Assignment form,SSA)基础的GIMPLE形式。此形式是一个与语言和处理器架构脱钩的全域最佳化通用语言,适用于大多数的现代编程语言。

中介接口

一般编译器作者会将语法树的最佳化放在前端,但其实此步骤并不看语言的种类而有不同,且不需要用到语法解析器。因此GCC作者们将此步骤归入通称为中介阶段的部分里。此类的最佳化包括消解死码、消解重复运算与全域数值重编码等。许多最佳化技巧也正在实作中。

后端接口

GCC后端的行为因不同的前处理器宏和特定架构的功能而不同,例如不同的字符尺寸、呼叫方式与大小尾序等。后端接口的前半部利用这些讯息决定其RTL的生成形式,因此虽然GCC的RTL理论上不受处理器影响,但在此阶段其抽象指令已被转换成目标架构的格式。GCC的最佳化技巧依其释出版本而有很大不同,但都包含了标准的最佳化算法,例如循环最佳化、执行绪跳跃、共通程序子句消减、指令排程等等。而RTL的最佳化由于可用的情形较少,且缺乏较高阶的资讯,因此相比较起来,增加的GIMPLE语法树形式,便显得比较不重要。后端经由一次重读取步骤后,利用描述目标处理器的指令集时所取得的信息,将抽象暂存器替换成处理器的真实暂存器。此阶段非常复杂,因为它必须关注所有GCC可移植平台的处理器指令集的规格与技术细节。后端的最后步骤相当公式化,仅仅将前一阶段得到的汇编语言代码藉由简单的子例程转换其暂存器与内存位置成相对应的机器码。

基本规则

gcc所遵循的部分约定规则:

.c为后缀的文件,C语言源代码文件;

.a为后缀的文件,是由目标文件构成的档案库文件;

.C,.cc或.cxx 为后缀的文件,是C++源代码文件且必须要经过预处理;

.h为后缀的文件,是程序所包含的头文件;

.i 为后缀的文件,是C源代码文件且不应该对其执行预处理;

.ii为后缀的文件,是C++源代码文件且不应该对其执行预处理;

.m为后缀的文件,是Objective-C源代码文件;

.mm为后缀的文件,是Objective-C++源代码文件;

.o为后缀的文件,是编译后的目标文件;

.s为后缀的文件,是汇编语言源代码文件;

.S为后缀的文件,是经过预编译的汇编语言源代码文件。

安装方法

1.解压缩

拷贝gcc-4.1.2.tar.bz2(我下载的压缩文件)到/usr/local/src(根据自己喜好选择)下,根据压缩格式,选择下面相应的一种方式解包(以下的“%”表示命令行提示符):

% tar zxvf gcc-4.1.2.tar.gz

或者

% bzcat gcc-4.1.2.tar.bz2 | tar xvf -

新生成的gcc-4.1.2这个目录被称为源目录,用${srcdir}表示它。以后在出现${srcdir}的地方,应该用真实的路径来替换它。用pwd命令可以查看当前路径。

在${srcdir}/INSTALL目录下有详细的GCC安装说明,可用浏览器打开index.html阅读

2.建立目标目录

目标目录(用${objdir}表示)是用来存放编译结果的地方。GCC建议编译后的文件不要放在源目录${srcdir]中(虽然这样做也可以),最好单独存放在另外一个目录中,而且不能是${srcdir}的子目录。

例如,可以这样建立一个叫 /usr/local/gcc-4.1.2的目标目录:

% mkdir /usr/local/gcc-4.1.2

% cd gcc-4.1.2

以下的操作主要是在目标目录 ${objdir} 下进行。

3.配置

配置的目的是决定将GCC编译器安装到什么地方(${destdir}),支持什么语言以及指定其它一些选项等。其中,${destdir}不能与${objdir}或${srcdir}目录相同。

配置是通过执行${srcdir}下的configure来完成的。其命令格式为(记得用你的真实路径替换${destdir}):

% ${srcdir}/configure --prefix=${destdir} [其它选项]

例如,如果想将GCC 4.1.2安装到/usr/local/gcc-4.1.2目录下,则${destdir}就表示这个路径。

在我的机器上,我是这样配置的:

% ../gcc-4.1.2/configure --prefix=/usr/local/gcc-4.1.2 --enable-threads=posix --disable-checking --enable--long-long --host=i386-redhat-linux --with-system-zlib --enable-languages=c,c++,java

将GCC安装在/usr/local/gcc-4.1.2目录下,支持C/C++和JAVA语言,其它选项参见GCC提供的帮助说明。

4.编译

% make

5.安装

执行下面的命令将编译好的库文件等拷贝到${destdir}目录中(根据你设定的路径,可能需要管理员的权限):

% make install

至此,GCC 4.1.2安装过程就完成了。

6.其它设置

GCC 4.1.2的所有文件,包括命令文件(如gcc、g++)、库文件等都在${destdir}目录下分别存放,如命令文件放在bin目录下、库文件在lib下、头文件在include下等。由于命令文件和库文件所在的目录还没有包含在相应的搜索路径内,所以必须要作适当的设置之后编译器才能顺利地找到并使用它们。

gcc、g++、gcj的设置

要想使用GCC 4.1.2的gcc等命令,简单的方法就是把它的路径${destdir}/bin放在环境变量PATH中。我不用这种方式,而是用符号连接的方式实现,这样做的好处是我仍然可以使用系统上原来的旧版本的GCC编译器。

首先,查看原来的gcc所在的路径:

% which gcc

在我的系统上,上述命令显示:/usr/bin/gcc。因此,原来的gcc命令在/usr/bin目录下。我们可以把GCC 4.1.2中的gcc、g++、gcj等命令在/usr/bin目录下分别做一个符号连接:

% cd /usr/bin

% ln -s ${destdir}/bin/gcc gcc412

% ln -s ${destdir}/bin/g++ g++412

% ln -s ${destdir}/bin/gcj gcj412

这样,就可以分别使用gcc412、g++412、gcj412来调用GCC 4.1.2的gcc、g++、gcj完成对C、C++、JAVA程序的编译了。同时,仍然能够使用旧版本的GCC编译器中的gcc、g++等命令。

7.库路径的设置

将${destdir}/lib路径添加到环境变量LD_LIBRARY_PATH中,例如,如果GCC 4.1.2安装在/usr/local/gcc-4.1.2目录下,在RH Linux下可以直接在命令行上执行

% export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/gcc-4.1.2/lib

最好添加到系统的配置文件中,这样就不必要每次都设置这个环境变量了,在文件$HOME/.bash_profile中添加下面两句:

LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/gcc-4.1.2/lib:$LD_LIBRARY_PATH

export LD_LIBRARY_PATH

重启系统设置生效,或者执行命令

% source $HOME/.bash_profile

8.测试

用新的编译命令(gcc412、g++412等)编译你以前的C、C++程序,检验新安装的GCC编译器是否能正常工作

更多