1.4 编译器GCC

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。随着GCC的快速扩展，其可支持C++，后来又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，所以改名为GNU编译器套件。

（1）前端接口

前端将高级语言源码经过词法分析、语法分析生成与高级语言无关的低级中间层表示GENERIC，然后经过单一化赋值转化为另一种中间表示层GIMPLE，在中间层GIMPLE组建控制流程图，并在GIMPLE上进行一系列优化。然后将其转换为更加便于优化的RTL中间表示层。有了与前端无关的中间表示，GCC的前端将不同的高级编程语言转换成这种中间表示，这就是GCC处理器支持多种编程语言的根本原因。

（2）中间接口

中间接口主要在RTL中间表示上进行各种优化，GCC的优化技巧根据版本不同而有很大不同，但都包含了标准的优化算法，如循环优化、公共子表达式删除、指令重排序等。更多的优化方法也在不断地研究中。

（3）后端接口

GCC后端对每条RTL通过模板匹配的方法调用对应的汇编模板生成汇编代码。生成的代码因处理器和结构不同而不同，GCC后端为不同的平台提供了描述指令的汇编模板文件，这样就可以实现对不同平台的支持。这个阶段非常复杂，因为必须要考虑GCC可移植平台的处理器指令集的规格与技术细节，解决指令选择和寄存器分配等问题。

（4）GCC常用的参数

在使用GCC编译器的时候，必须给出一系列必要的调用参数和文件名称。GCC编译器的调用参数大约有100多个，这里只介绍其中最基本、最常用的参数。具体细节内容可参考GCC Manual。

GCC最基本的用法是：

    gcc [options] [filenames]

其中options就是编译器所需要的参数（也称为编译选项）, filenames给出相关的文件名称。

-c：只编译，不链接成为可执行文件，编译器只是由输入的．c等源代码文件生成以．o为后缀的目标文件，通常用于编译不包含主程序的子程序文件。

-o output_filename：确定输出文件的名称为output_filename，同时这个名称不能与源文件同名。如果不给出这个选项，GCC就给出预设的可执行文件a.out。

-g：产生符号调试工具（GNU的gdb）所必要的符号信息，要想对源代码进行调试，必须加入这个选项。

-O：对程序进行优化编译、链接。采用这个选项，整个源代码会在编译、链接过程中进行优化处理，这样产生的可执行文件的执行效率可以提高，但是编译、链接的速度相应地要慢一些。

-O2：比-O更好的优化编译、链接，当然整个编译、链接过程会更慢。

-v: GCC执行时执行的详细过程、GCC及其相关程序的版本号。编译程序时加上该选项可以看到GCC搜索头文件/库文件时使用的搜索路径。