Gcc

gcc 提供了大量的警告选项，对代码中可能存在的问题提出警告，通常可以使用-Wall来开启以下警告:

-Waddress -Warray-bounds (only with -O2) -Wc++0x-compat -Wchar-subscripts -Wimplicit-int -Wimplicit-function-declaration -Wcomment -Wformat -Wmain (only for C/ObjC and unless -ffreestanding) -Wmissing-braces -Wnonnull -Wparentheses -Wpointer-sign -Wreorder -Wreturn-type -Wsequence-point -Wsign-compare (only in C++) -Wstrict-aliasing -Wstrict-overflow=1 -Wswitch -Wtrigraphs -Wuninitialized (only with -O1 and above) -Wunknown-pragmas -Wunused-function -Wunused-label -Wunused-value -Wunused-variable

unused-function:警告声明但是没有定义的static函数; 
unused- label:声明但是未使用的标签; 
unused-parameter:警告未使用的函数参数; 
unused-variable:声明但 是未使用的本地变量; 
unused-value:计算了但是未使用的值; 
format:printf和scanf这样的函数中的格式字符 串的使用不当; 
implicit-int:未指定类型; 
implicit-function:函数在声明前使用; 
char- subscripts:使用char类作为数组下标(因为char可能是有符号数); 
missingbraces:大括号不匹配; 
parentheses: 圆括号不匹配; 
return-type:函数有无返回值以及返回值类型不匹配; 
sequence-point:违反顺序点的代码,比如 a[i] = c[i++]; 
switch:switch语句缺少default或者switch使用枚举变量为索引时缺少某个变量的case; 
strict- aliasing=n:使用n设置对指针变量指向的对象类型产生警告的限制程度,默认n=3;只有在-fstrict-aliasing设置的情况下有 效; 
unknow-pragmas:使用未知的#pragma指令; 
uninitialized:使用的变量为初始化,只在-O2时有 效; 
以下是在-Wall中不会激活的警告选项: 
cast-align:当指针进行类型转换后有内存对齐要求更严格时发出警告; 
sign- compare:当使用signed和unsigned类型比较时; 
missing-prototypes:当函数在使用前没有函数原型时; 
packed:packed 是gcc的一个扩展,是使结构体各成员之间不留内存对齐所需的空 间 ,有时候会造成内存对齐的问题; 
padded:也是gcc的扩展,使结构体成员之间进行内存对齐的填充,会 造成结构体体积增大. 
unreachable-code:有不会执行的代码时. 
inline:当inline函数不再保持inline时 (比如对inline函数取地址); 
disable-optimization:当不能执行指定的优化时.(需要太多时间或系统 资源).

可以使用 -Werror时所有的警告都变成错误,使出现警告时也停止编译.需要和指定警告的参数一起使用.

优化: gcc默认提供了5级优化选项的集合: -O0:无优化(默认) -O和-O1:使用能减少目标文件大小以及执行时间并且不会使编译时间明显增加的优化.在编译大型程序的时候会显著增加编译时内存的使用. -O2: 包含-O1的优化并增加了不需要在目标文件大小和执行速度上进行折衷的优化.编译器不执行循环展开以及函数内联.此选项将增加编译时间和目标文件的执行性能. -Os:专门优化目标文件大小,执行所有的不增加目标文件大小的-O2优化选项.并且执行专门减小目标文件大小的优化选项. -O3: 打开所有-O2的优化选项并且增加 -finline-functions, -funswitch-loops,-fpredictive-commoning, -fgcse-after-reload and -ftree-vectorize优化选项. -O1包含的选项-O1通常可以安全的和调试的选项一起使用:

-fauto-inc-dec -fcprop-registers -fdce -fdefer-pop -fdelayed-branch -fdse -fguess-branch-probability -fif-conversion2 -fif-conversion -finline-small-functions -fipa-pure-const -fipa-reference -fmerge-constants -fsplit-wide-types -ftree-ccp -ftree-ch -ftree-copyrename -ftree-dce -ftree-dominator-opts -ftree-dse -ftree-fre -ftree-sra -ftree-ter -funit-at-a-time

以下所有的优化选项需要在名字前加上-f,如果不需要此选项可以使用-fno-前缀 defer-pop:延迟到只在必要时从函数参数栈中pop参数; thread- jumps:使用跳转线程优化,避免跳转到另一个跳转; branch-probabilities:分支优化; cprop- registers:使用寄存器之间copy-propagation传值; guess-branch-probability:分支预测; omit- frame-pointer:可能的情况下不产生栈帧;

-falign-functions  -falign-jumps -falign-loops  -falign-labels 
-fcaller-saves -fcrossjumping -fcse-follow-jumps  -fcse-skip-blocks 
-fdelete-null-pointer-checks -fexpensive-optimizations -fgcse 
-fgcse-lm -foptimize-sibling-calls -fpeephole2 -fregmove 
-freorder-blocks  -freorder-functions -frerun-cse-after-loop 
-fsched-interblock  -fsched-spec -fschedule-insns 
-fschedule-insns2 -fstrict-aliasing -fstrict-overflow -ftree-pre 
-ftree-vrp

cpu架构的优化选项,通常是-mcpu(将被取消);-march,-mtune Debug选项: 在 gcc编译源代码时指定-g选项可以产生带有调试信息的目标代码,gcc可以为多个不同平台上帝不同调试器提供调试信息,默认gcc产生的调试信息是为 gdb使用的,可以使用-gformat 指定要生成的调试信息的格式以提供给其他平台的其他调试器使用.常用的格式有

-ggdb:生成gdb专 用的调试信息,使用最适合的格式(DWARF 2,stabs等)会有一些gdb专用的扩展,可能造成其他调试器无法运行. 
-gstabs:使用 stabs格式,不包含gdb扩展,stabs常用于BSD系统的DBX调试器. 
-gcoff:产生COFF格式的调试信息,常用于System V下的SDB调试器; 
-gxcoff:产生XCOFF格式的调试信息,用于IBM的RS/6000下的DBX调试器; 
-gdwarf- 2:产生DWARF version2 的格式的调试信息,常用于IRIXX6上的DBX调试器.GCC会使用DWARF version3的一些特性.

可以指定调试信息的等级:在指定的调试格式后面加上等级: 如: -ggdb2 等,0代表不产生调试信息.在使用-gdwarf-2时因为最早的格式为-gdwarf2会造成混乱,所以要额外使用一个-glevel来指定调试信息的等级,其他格式选项也可以另外指定等级. gcc可以使用-p选项指定生成信息以供porf使用.

–help –target-help 显示 gcc 帮助说明。‘target-help’是显示目标机器特定的命令行选项。

-x language 指明使用的编程语言。允许的语言包括：c c++ assembler none 。 ‘none’意味着恢复默认行为，即根据文件的扩展名猜测源文件的语言。

-l library -llibrary 进行链接时搜索名为library的库。例子： $ gcc test.c -lm -o test

-Idir 把dir 加入到搜索头文件的路径列表中。例子： $ gcc test.c -I../inc -o test

-Ldir 把dir 加入到搜索库文件的路径列表中。例子： $ gcc -I/home/foo -L/home/foo -ltest test.c -o test

-Dname 预定义一个名为name 的宏，值为1。例子： $ gcc -DTEST_CONFIG test.c -o test

-ggdb -ggdblevel 为调试器 gdb 生成调试信息。level 可以为1，2，3，默认值为2。

-g -glevel 生成操作系统本地格式的调试信息。-g 和 -ggdb 并不太相同， -g 会生成 gdb 之外的信息。level 取值同上。

-s 去除可执行文件中的符号表和重定位信息。用于减小可执行文件的大小。

-M 告诉预处理器输出一个适合make的规则，用于描述各目标文件的依赖关系。对于每个源文件，预处理器输出一个make规则，该规则的目标项(target)是源文件对应的目标文件名，依赖项(dependency)是源文件中 #include引用的所有文件。生成的规则可以是单行，但如果太长，就用'-换行符续成多行。规则显示在标准输出，不产生预处理过的C程序。

-static 在支持动态链接的系统上，阻止连接共享库。该选项在其它系统上无效。

-nostdlib 不连接系统标准启动文件和标准库文件，只把指定的文件传递给连接器。

-Wshadow 当一个局部变量遮盖住了另一个局部变量，或者全局变量时，给出警告。很有用的选项，建议打开。 -Wall 并不会打开此项。

-Wpointer-arith 对函数指针或者void *类型的指针进行算术操作时给出警告。也很有用。 -Wall 并不会打开此项。

-Wcast-qual 当强制转化丢掉了类型修饰符时给出警告。 -Wall 并不会打开此项。

-Waggregate-return 如果定义或调用了返回结构体或联合体的函数，编译器就发出警告。

-Winline 无论是声明为 inline 或者是指定了-finline-functions 选项，如果某函数不能内联，编译器都将发出警告。如果你的代码含有很多 inline 函数的话，这是很有用的选项。

-Wunreachable-code 如果编译器探测到永远不会执行到的代码，就给出警告。也是比较有用的选项。

-Wcast-align 一旦某个指针类型强制转换导致目标所需的地址对齐增加时，编译器就发出警告。

-Wredundant-decls 如果在同一个可见域内某定义多次声明，编译器就发出警告，即使这些重复声明有效并且毫无差别。

-O2 更多的优化，会尝试几乎全部的优化功能，但不会进行“空间换时间”的优化方法。

-O3 在 -O2 的基础上再打开一些优化选项：-finline-functions， -funswitch-loops 和 -fgcse-after-reload 。

-Os 对生成文件大小进行优化。它会打开 -O2 开的全部选项，除了会那些增加文件大小的。

-finline-functions 把所有简单的函数内联进调用者。编译器会探索式地决定哪些函数足够简单，值得做这种内联。

-ansi 支持符合ANSI标准的C程序。这样就会关闭GNU C中某些不兼容ANSI C的特性。

-std=c89 -iso9899:1990 指明使用标准 ISO C90 作为标准来编译程序。

-std=c99 -std=iso9899:1999 指明使用标准 ISO C99 作为标准来编译程序。

-fno-asm 不把asm, inline或typeof当作关键字，因此这些词可以用做标识符。用 asm， __inline__和__typeof__能够替代它们。 -ansi' 隐含声明了-fno-asm’。

-fgnu89-inline 告诉编译器在 C99 模式下看到 inline 函数时使用传统的 GNU 句法。

-fsigned-char -funsigned-char 把char定义为有/无符号类型，如同signed char/unsigned char。

-fno-builtin -fno-builtin-function 不接受没有 _builtin 前缀的函数作为内建函数。

-trigraphs 支持ANSI C的三联符（ trigraphs）。`-ansi’选项隐含声明了此选项。

-fsigned-bitfields -funsigned-bitfields 如果没有明确声明signed'或unsigned’修饰符，这些选项用来定义有符号位域或无符号位域。缺省情况下，位域是有符号的，因为它们继承的基本整数类型，如int，是有符号数。

-Wstrict-prototypes 如果函数的声明或定义没有指出参数类型，编译器就发出警告。很有用的警告。

-Wmissing-prototypes 如果没有预先声明就定义了全局函数，编译器就发出警告。即使函数定义自身提供了函数原形也会产生这个警告。这个选项的目的是检查没有在头文件中声明的全局函数。

-Wnested-externs 如果某extern声明出现在函数内部，编译器就发出警告。

-fno-rtti 关闭对 dynamic_cast 和 typeid 的支持。如果你不需要这些功能，关闭它会节省一些空间。

-Wctor-dtor-privacy 当一个类没有用时给出警告。因为构造函数和析构函数会被当作私有的。

-Wnon-virtual-dtor 当一个类有多态性，而又没有虚析构函数时，发出警告。-Wall会开启这个选项。

-Wreorder 如果代码中的成员变量的初始化顺序和它们实际执行时初始化顺序不一致，给出警告。

-Woverloaded-virtual 如果函数的声明隐藏住了基类的虚函数，就给出警告。

-mtune=cpu-type 为指定类型的 CPU 生成代码。cpu-type 可以是：i386，i486，i586，pentium，i686，pentium4 等等。

-msse -msse2 -mmmx -mno-sse -mno-sse2 -mno-mmx 使用或者不使用MMX，SSE，SSE2指令。

-mpush-args -mno-push-args （不）使用 push 指令来进行存储参数。默认是使用。

gcc头文件库文件搜索路径问题

我们编写程序的时候会用到三个东西：头文件，链接时候库文件，运行时动态库文件。对于上面3中，我认为头文件是预处理过程的，应该和编译器有关，而链接时候库文件当然是和链接器有关了，而动态库文件时和动态装载器有关的。

制作程序时候：头文件寻找路径问题； 1.首先从-I开始，这个是我们在编译的时候指定的 2.GCC环境变量C_INCLUDE_PATH,CPLUS_INCLUDE_PATH,OBJC_INCLUDE_PATH (这些变量在windows下对应的是include环境变量） 3.然后内定目录：/usr/include /prefix/include等待（prefix是我们的安装时候的目录），我们可以GCC -print-search-dirs 查看

链接时候库文件寻找路径问题； 1.首先也是寻找编译时指定的-L目录，如果不是默认链接的库文件我们还要另外指定-l选项。 2.gcc的环境变量LIBRARY_PATH 3.再找内定目录 /lib：/usr/lib： /usr/local/lib：它是制作编译器的时候写进编译器搜索路径的。gcc -print-search-dirs 可以查看。

运行程序的时候：当然现在我们的程序已经做好了，但是现在的程序大部分是使用动态库，而动态库有分为开始执行程序时候装载库和运行程序需要的时候才装载的动态库。我们这里只讲前者搜索路径问题。我们可能碰到过运行程序的时候出现报找不到动态库的问题，LINUX下有，WINDOW下也有，这有可能就是程序需要的动态库不存在，或则没有放在指定的位置，所以找不到。

运行时动态库的搜索路径； 1、在配置文件/etc/ld.so.conf中指定动态库搜索路径 2、通过环境变量LD_LIBRARY_PATH指定动态库搜索路径（当通过该环境变量指定多个动态库搜索路径时，路径之间用冒号”：”分隔）（HP-UX对应的是SHLIB_PATH环境变量，AIX对应的是LIBPATH环境变量，windows对应的是lib环境变量) 3、在编译目标代码时指定该程序的动态库搜索路径（还可以在编译目标代码时指定程序的动态库搜索路径。这是通过gcc 的参数”-Wl,-rpath,”指定。当指定多个动态库搜索路径时，路径之间用冒号”：”分隔 4、默认的动态库搜索路径/lib /usr/lib

动态库的搜索路径搜索的先后顺序是： 1.编译目标代码时指定的动态库搜索路径； 2.环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的动态库搜索路径； 3.配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径； 4.默认的动态库搜索路径/lib /usr/lib。

分析到这里你大概知道了相关的路径搜索了，那么你现在要做的就是把编译工具或运行工具需要的东西放在他们的搜索路径内就可以了，当然如果你考虑到执行效率的话，你还可以根据搜索顺序放在第一个搜索路径内等。（我们从路径搜索顺序来看，也发现了一个原则即用户至上的原则，即先从用户指定的目录查找然后再找别的默认目录。）不过这样比较麻烦，例如我们动态运行程序的时候一般就是修改一下LD_LIABRARY_PATH或则编译链接程序的时候-I -L选项。

linux下把共享库(SO)加载到指定的内存地址

一位朋友最近遇到一个棘手的问题，希望把共享库(SO)加载到指定的内存地址，目的可能是想通过prelink来加快应用程序的起动速度。他问我有没有什么方法。我知道Windows下是可以的，比如在VC6里设置/base的值就行了，所以相信在linux下也是可行的。

VC有编译选项可以设置，猜想gcc也应该有吧。gcc本身只是一个外壳，链接工作是由于ld完成的，当然是应该去阅读ld命令行选项文档。很快发现ld有个—image-base选项，可以设置动态库的加载地址。

gcc -g -shared test.c -Xlinker --image-base -Xlinker 0x00c00000 -o libtest.so
/usr/bin/ld: unrecognized option '--image-base'
/usr/bin/ld: use the --help option for usage information
collect2: ld returned 1 exit status

再仔细看手册，原来这个选项只适用于PE文件，PE文件是Windows下专用的，在linux下自然用不了，看来得另想办法。

我知道ld script可以控制ld的行为，于是研究ld script的写法，按照手册里的说明，写了一个简单的ld script:

 SECTIONS
 {
   . = 0x00c00000;
   .text : { *(.text) }
   .data : { *(.data) }
   .bss : { *(.bss) }
 }

gcc -shared -g -Xlinker --script -Xlinker ld.s test.c -o libtest.so
gcc -g main.c -L./ -ltest -o test.exe

[root@localhost lds]# ldd test.exe
        linux-gate.so.1 => (0x00aff000)
        libtest.so => ./libtest.so (0x00c00000)
        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x007fa000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x007dd000)

[root@localhost lds]# ./test.exe
Segmentation fault

(gdb) r
Starting program: /work/test/lds/test.exe
Reading symbols from shared object read from target memory...done.
Loaded system supplied DSO at 0x452000
 
Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x007e7a10 in _dl_relocate_object () from /lib/ld-linux.so.2
(gdb) bt
#0 0x007e7a10 in _dl_relocate_object () from /lib/ld-linux.so.2
#1 0x007e0833 in dl_main () from /lib/ld-linux.so.2
#2 0x007f056b in _dl_sysdep_start () from /lib/ld-linux.so.2
#3 0x007df48f in _dl_start () from /lib/ld-linux.so.2
#4 0x007dd847 in _start () from /lib/ld-linux.so.2

猜想可能是ld.s写得不全，导致一些信息不正确。于是用ld –verbose导出一个默认的ld script。不出所料，默认的ld script非常冗长，下面是开头一段：

/* Script for -z combreloc: combine and sort reloc sections */
OUTPUT_FORMAT("elf32-i386", "elf32-i386",
          "elf32-i386")
OUTPUT_ARCH(i386)
ENTRY(_start)
SEARCH_DIR("/usr/i386-redhat-linux/lib"); SEARCH_DIR("/usr/local/lib"); SEARCH_DIR("/lib"); SEARCH_DIR("/usr/lib");
SECTIONS
{
 /* Read-only sections, merged into text segment: */
 PROVIDE (__executable_start = 0x08048000); . = 0x08048000 + SIZEOF_HEADERS;
 .interp         : { *(.interp) }
 .hash           : { *(.hash) }
 .dynsym         : { *(.dynsym) }
 .dynstr         : { *(.dynstr) }
 .gnu.version    : { *(.gnu.version) }
 .gnu.version_d : { *(.gnu.version_d) }
 .gnu.version_r : { *(.gnu.version_r) }

/* Script for -z combreloc: combine and sort reloc sections */
OUTPUT_FORMAT("elf32-i386", "elf32-i386",
          "elf32-i386")
OUTPUT_ARCH(i386)
ENTRY(_start)
SEARCH_DIR("/usr/i386-redhat-linux/lib"); SEARCH_DIR("/usr/local/lib"); SEARCH_DIR("/lib"); SEARCH_DIR("/usr/lib");
SECTIONS
{
 /* Read-only sections, merged into text segment: */
 PROVIDE (__executable_start = 0x08048000); . = 0x08048000 + SIZEOF_HEADERS;
 . = 0x00c00000;
 .interp         : { *(.interp) }
 .hash           : { *(.hash) }
 .dynsym         : { *(.dynsym) }
 .dynstr         : { *(.dynstr) }
 .gnu.version    : { *(.gnu.version) }
 .gnu.version_d : { *(.gnu.version_d) }
 .gnu.version_r : { *(.gnu.version_r) }

用这个ld script再次测试，一切正常。又验证多个共享库的情况，也正常，下面是测试数据：

test.c
int test(intn)
{
    returnn;
}
test1.c
inttest1(intn)
{
    returnn;
}
main.c
externinttest(intn);
externinttest1(intn);
#include <stdio.h>
 
intmain(intargc, char* argv[])
{
    printf("Hello: %d %d/n", test(100), test1(200));
 
    getchar();
    return 0;
}
Makefile
all:
    gcc -shared -g -Xlinker --script -Xlinker ld.s test.c -o libtest.so
    gcc -shared -g -Xlinker --script -Xlinker ld1.s test1.c -o libtest1.so
    gcc -g main.c -L./ -ltest -ltest1 -o test.exe
 
clean:
    rm -f *.so *.exe

libtest.so的加载地址为：0x00c00000
libtest1.so的加载地址为：0x00d00000

linux-gate.so.1 => (0x00aa3000)
libtest.so => ./libtest.so (0x00c00000)
libtest1.so => ./libtest1.so (0x00d00000)
libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x007fa000)
/lib/ld-linux.so.2 (0x007dd000)

007dd000-007f6000 r-xp 00000000 03:01 521466     /lib/ld-2.4.so
007f6000-007f7000 r-xp 00018000 03:01 521466     /lib/ld-2.4.so
007f7000-007f8000 rwxp 00019000 03:01 521466     /lib/ld-2.4.so
007fa000-00926000 r-xp 00000000 03:01 523579     /lib/libc-2.4.so
00926000-00929000 r-xp 0012b000 03:01 523579     /lib/libc-2.4.so
00929000-0092a000 rwxp 0012e000 03:01 523579     /lib/libc-2.4.so
0092a000-0092d000 rwxp 0092a000 00:00 0
00c00000-00c01000 r-xp 00001000 03:03 16370      /work/test/ldsex/libtest.so
00c01000-00c02000 rwxp 00001000 03:03 16370      /work/test/ldsex/libtest.so
00cf1000-00cf2000 r-xp 00cf1000 00:00 0          [vdso]
00d00000-00d01000 r-xp 00001000 03:03 16373      /work/test/ldsex/libtest1.so
00d01000-00d02000 rwxp 00001000 03:03 16373      /work/test/ldsex/libtest1.so
08048000-08049000 r-xp 00000000 03:03 16374      /work/test/ldsex/test.exe
08049000-0804a000 rw-p 00000000 03:03 16374      /work/test/ldsex/test.exe
b7fdf000-b7fe0000 rw-p b7fdf000 00:00 0
b7fed000-b7ff0000 rw-p b7fed000 00:00 0
bf8db000-bf8f0000 rw-p bf8db000 00:00 0          [stack]

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GCC 编译选项

gcc头文件库文件搜索路径问题

linux下把共享库(SO)加载到指定的内存地址