GCC是什么?

对于 GCC 的认知,很多读者还仅停留在“GCC 是一个C语言编译器”的层面,是很片面的。从本节开始,我将带领大家系统学习 GCC,本节先带领大家系统地了解一下 GCC。

谈到 GCC,就不得不提 GNU 计划。GNU 全称 GNU's Not UNIX,又被称为“革奴计划”,由理查德·斯托曼于 1983 年发起。GNU 计划的最终目标是打造出一套完全自由(即自由使用、自由更改、自由发布)、开源的操作系统,并初步将其命名为 GNU 操作系统(其 logo 如图 1 所示)。

GCC是什么?

图 1 GNU 操作系统的 logo:非洲牛羚

GNU 计划的实施可谓一波三折,最重要的一点是,虽然该计划为 GNU 操作系统量身定做了名为 Thr Hurd 的系统内核,但由于其性能比不上同时期诞生的 Linux 内核,最终 GNU 计划放弃 The Hurd 而选用 Linux 作为 GNU 操作系统的内核。在 Linux 内核的基础上,GNU 计划开发了很多系统部件,GCC 就是其中之一(除此之外,还有 Emacs 等非常实用的软件)。

由此看来,GNU 计划最终实现了“打造一套自由、开源的操作系统”的初衷,但该操作系统并非完全产自 GNU 计划,因此其被称为 GNU/Linux 操作系统(人们更习惯称为 Linux 操作系统)。注意,开源、自由并不等于免费,有关它们的区别,读者可阅读《开源就等于免费吗?》一文。

早期 GCC 的全拼为 GNU C Compiler,即 GUN 计划诞生的 C 语言编译器,显然最初 GCC 的定位确实只用于编译 C 语言。但经过这些年不断的迭代,GCC 的功能得到了很大的扩展,它不仅可以用来编译 C 语言程序,还可以处理 C++、Go、Objective -C 等多种编译语言编写的程序。与此同时,由于之前的 GNU C Compiler 已经无法完美诠释 GCC 的含义,所以其英文全称被重新定义为  GNU Compiler Collection,即
GNU 编译器套件

所谓编译器,可以简单地将其理解为“翻译器”。要知道,计算机只认识二进制指令(仅有 0 和 1 组成的指令),我们日常编写的 C 语言代码、C++ 代码、Go 代码等,计算机根本无法识别,只有将程序中的每条语句翻译成对应的二进制指令,计算机才能执行。

GCC 编译器从而停止过改进。截止到今日(2020 年 5 月),GCC 已经从最初的 1.0 版本发展到了 10.1 版本,期间历经了上百个版本的迭代。作为一款最受欢迎的编译器,GCC 被移植到数以千计的硬件/软件平台上,几乎所有的 Linux 发行版也都默认安装有 GCC 编译器。

表1:GCC 支持的硬件平台(部分)
硬件 操作系统
Alpha Red Hat Linux 7.1
HPPA HPUX 11.0
Intel x86 Debian Linux 2.2、Red Hat Linux 6.2 和 FreeBSD 4.5
MIPS IRIX 6.5
PowerPC AIX 4.3.3
Sparc Solaris 2.7

值得一提的是,原汁原味的 GCC 编译器没有我们熟悉的界面窗口,要想使用它,必须编写对应的 gcc 命令。所谓原汁原味,指的是纯 GCC 编译器和集成了 GCC 编译器的开发软件(IDE),和前者相比,后者在集成 GCC 编译器功能的同时,还向用户提供了友好的界面窗口,使得用户即便记不住 gcc 命令,也能从事开发工作,这极大地降低了用户的学习成本。

我们知道,操作系统大致分为 2 大阵营,分别是 Windows 阵营和类 Unix 阵营(包括 Unix、Linux、Mac OS、安卓等)。通常情况下,Windows 系统下用户更习惯使用现有的 IDE 来编译程序;而类 Unix 系统下,用户更喜欢直接编写相应的 gcc 命令来编译程序。

在了解什么是 GCC 编译器的基础上,这里以在 CentOS 操作系统(Linux 发行版之一)上使用 gcc 命令运行 C 语言程序为例,让读者更直观的感受一下 GCC 编译器的功能和使用方法。

如下是我们在 vim 编辑器中编写的一段完整的 C 语言程序,其功能是输出一个 "Hello, World!":



GCC是什么?

图 1 Linux 系统下编写 C 语言程序

对于此程序,我们可以使用如下的 gcc 命令:

gcc demo.c -o demo.exe

有关 gcc 命令各部分的含义,后续章节会做详细讲解,这里不必深究。

下图演示了如何使用 gcc 命令将 C 语言代码编译成一个可执行文件:



GCC是什么?

图 2 gcc 命令编译 C 语言程序

如图 2 所示,通过编写对应的 gcc 命令并执行,就可以轻松将我们编写的程序编译成一个二进制可执行文件。

那么,gcc 命令该如何编写呢?别急,下面我将分章节给大家做详细地讲解。

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