GCC C开发

不经意间，GCC已发展到了4.3的版本，尽管在软件 开发社区之外乏人闻问，但因为GCC在几乎所有开源 软件和自由软件中都会用到，因此它的编译性能的涨落会直接影响到Linux 、Firefox 乃至于OpenOffice.org和Apache 等几千个项目的开发。因此，把GCC摆在开源软件的核心地位是一点也不为过。另一方面，GCC4.3的出现，正在牵引着广大程序员们的心。如果我们非要用一个词来说明GCC与程序员之间的关系，那无疑是"心随心动"。
历史篇
作为自由软件的旗舰项目，Richard Stallman 在十多年前刚开始写作 GCC 的时候，还只是把它当作仅仅一个 C 程序语言的编译器；GCC 的意思也只是 GNU C Compiler 而已。经过了这么多年 的发展，GCC 已经不仅仅能支持 C 语言；它现在还支持Ada 语言、C++ 语言、Java 语言、Objective C 语言、Pascal 语言、COBOL语言，以及支持函数式编程 和 逻辑编程的 Mercury 语言，等等。而 GCC 也不再单只是 GNU C 语言编译器的意思了，而是变成了 GNU Compiler Collection 也即是 GNU 编译器家族的意思了。另一方面，说到 GCC 对于各种硬件平台的支持，概括起来就是一句话：无所不在。几乎所有有点实际用途的硬件平台，甚至包括有些不那么有实际用途的硬件平台。
Gcc 简介
Linux 系统 下的gcc（GNU C Compiler）是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，是GNU的代表作品之一。Gcc是可以在多种硬体平台上编译出可执行程序的超级编译器，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%~30%。
官方网站： http://gcc.gnu.org/


gcc是linux的唯一编译器，没有gcc就没有linux，gcc的重要性就不可言喻啦。居然这么重要，那就很值得我们来好好研究下啦。好啦，开始我们的gcc之旅吧！
首先消除gcc和g++误区吧。
gcc 和g++都是GNU(组织)的一个编译器。
误区一:gcc只能编译c代码,g++只能编译c++代码
两者都可以，但是请注意：
1. 后缀为.c的，gcc把它当作是C程序，而g++当作是c++程序；后缀为.cpp的，两者都会认为是c++程序，注意，虽然c++是c的超集，但是两者对语法的要求是有区别的，例如：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char* argv[]) {

if(argv == 0) return;

printString(argv);

return;
}
int printString(char* string) {
sprintf(string, "This is a test."n");
}
如果按照C的语法规则，OK，没问题，但是，一旦把后缀改为cpp，立刻报三个错：“printString未定义”；
“cannot convert `char**' to `char*” ；
”return-statement with no value“ ；
分别对应前面红色标注的部分。可见C++的语法规则更加严谨一些。
2. 编译阶段，g++会调用gcc，对于c++代码，两者是等价的，但是因为gcc命令 不能自动和C＋＋程序使用的库联接，所以通常用g++来完成链接，为了统一起见，干脆编译/链接统统用g++了，这就给人一种错觉，好像cpp程序只能用g++似的。
误区二:gcc不会定义__cplusplus宏，而g++会
实际上，这个宏只是标志着编译器将会把代码按C还是C++语法来解释，如上所述，如果后缀为.c，并且采用gcc编译器，则该宏就是未定义的，否则，就是已定义。
误区三:编译只能用gcc，链接只能用 g++

严格来说，这句话不算错误，但是它混淆了概念，应该这样说：编译可以用gcc/g++，而链接可以用g++或者gcc -lstdc++。因为gcc命令不能自动和C＋＋程序使用的库联接，所以通常使用g++来完成联接。但在编译阶段，g++会自动调用gcc，二者等价。
误区四:extern "C"与gcc/g++有关系
实际上并无关系，无论是gcc还是g++，用extern "c"时，都是以C的命名方式来为symbol命名，否则，都以c++方式命名。试验如下：
me.h ：
extern "C" void CppPrintf(void);

me.cpp:
#include <iostream>
#include "me.h"
using namespace std;
void CppPrintf(void)
{

cout << "Hello"n";
}

test.cpp:
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "me.h"

int main(void)
{

CppPrintf();

return 0;
}

1. 先给me.h加上extern "C"，看用gcc和g++命名有什么不同

[root@root G++]# g++ -S me.cpp
[root@root G++]# less me.s
.globl _Z9CppPrintfv
// 注意此函数的命名

.type
CppPrintf, @function
[root@root GCC]# gcc -S me.cpp
[root@root GCC]# less me.s
.globl _Z9CppPrintfv
// 注意此函数的命名

.type
CppPrintf, @function
完全相同！


2. 去掉me.h中extern "C"，看用gcc和g++命名有什么不同

[root@root GCC]# gcc -S me.cpp
[root@root GCC]# less me.s
.globl _Z9CppPrintfv
// 注意此函数的命名

.type
_Z9CppPrintfv, @function
[root@root G++]# g++ -S me.cpp
[root@root G++]# less me.s
.globl _Z9CppPrintfv
// 注意此函数的命名

.type
_Z9CppPrintfv, @function
完全相同！
【结论】完全相同，可见extern "C"与采用gcc/g++并无关系，以上的试验还间接的印证了前面的说法：在编译阶段，g++是调用gcc的。

今天，我们继续gcc之旅吧。上节我们讲了些gcc的历史发展什么的，还有就是gcc与g++的区别。今天我们就从整体上对gcc编译过程有个细致的了解，也好明白他的工作原理，好为以后深入学习研究打下个基础。
gcc 的编译流程分为四个步骤，分别为：
· 预处理（Pre-Processing）
· 编译（Compiling）
· 汇编（Assembling）
· 链接（Linking）
以hello.c为例子，在这四个步骤中可以设置选项分别生成hello.i, hello.s, hello.o以及最终的hello文件：

hello.c : 最初的源代码文件；

hello.i : 经过编译预处理的源代码；

hello.s : 汇编处理后的汇编代码；

hello.o : 编译后的目标文件，即含有最终编译出的机器码，但它里面所引用的其他文件中函数的内存位置尚未定义。

hello / a.out : 最终的可执行文件

( 还有.a(静态库文件), .so(动态库文件), .s(汇编源文件)留待以后讨论 )

下面就具体来查看一下gcc是如何完成四个步骤的。

hello.c 源代码

#include<stdio.h>
int main()
{

printf("Hello World!\n");

return 0;
}

（1）预处理阶段
在该阶段，编译器将上述代码中的stdio.h编译进来，并且用户可以使用gcc的选项”-E”进行查看，该选项的作用是让gcc在预处理结束后停止编译过程。
《深入理解计算机系统》中是这么说的：
    预 处理器（cpp）根据以字符#开头的命令（directives），修改原始的C程序。如hello.c中#include <stdio.h>指令告诉预处理器读系统头文件stdio.h的内容，并把它直接插入到程序文本中去。结果就得到另外一个C程序，通常是 以.i作为文件扩展名的。


注意：

Gcc 指令的一般格式为：Gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件 ]
其中，目标文件可缺省，Gcc默认生成可执行的文件名为：编译文件 .out

[gan@localhost gcc]# gcc –E hello.c –o hello.i
选项”-o”是指目标文件，”.i”文件为已经过预处理的C原始程序。以下列出了hello.i文件的部分内容：

typedef int (*__gconv_trans_fct) (struct __gconv_step *,

struct __gconv_step_data *, void *,

__const unsigned char *,

__const unsigned char **,

__const unsigned char *, unsigned char **,

size_t *);

…

# 2 "hello.c" 2

int main()
{
printf("Hello World!\n");
return 0;
}

由此可见，gcc确实进行了预处理，它把”stdio.h”的内容插入到hello.i文件中。
（2）编译阶段
接下来进行的是编译阶段，在这个阶段中，Gcc首先要检查代码的规范 性、是否有语法错误等，以确定代码的实际要做的工作，在检查无误后，Gcc把代码翻译成汇编语言。用户可以使用”-S”选项来进行查看，该选项只进行编译 而不进行汇编，生成汇编代码。 汇编语言是非常有用的，它为不同高级语言不同编译器提供了通用的语言。如：C编译器和Fortran编译器产生的输出文件用 的都是一样的汇编语言。

[gan@localhost gcc]# gcc –S hello.i –o hello.s
以下列出了hello.s的内容，可见Gcc已经将其转化为汇编了，感兴趣的读者可以分析一下这一行简单的C语言小程序是如何用汇编代码实现的。

.file
"hello.c"

.section
.rodata

.align 4

.LC0:

.string
"Hello World!"

.text
.globl main

.type main, @function
main:

pushl %ebp

movl %esp, %ebp

subl $8, %esp

andl $-16, %esp

movl $0, %eax


addl $15, %eax

addl $15, %eax

shrl $4, %eax

sall $4, %eax

subl %eax, %esp

subl $12, %esp

pushl $.LC0


call puts

addl $16, %esp

movl $0, %eax

leave

ret

.size
main, .-main

.ident "GCC: (GNU) 4.0.0 20050519 (Red Hat 4.0.0-8)"

.section
.note.GNU-stack,"",@progbits


（3）汇编阶段
汇编阶段是把编译阶段生成的”.s”文件转成目标文件，读者在此可使用选项”-c”就可看到汇编代码已转化为”.o”的二进制目标代码了。如下所示：
[gan@localhost gcc]# gcc –c hello.s –o hello.o

（4）链接阶段
在成功编译之后，就进入了链接阶段。在这里涉及到一个重要的概念：函数库。
在这个源程序中并没有定义”printf”的函数实现，且在预编译中包 含进的”stdio.h”中也只有该函数的声明，而没有定义函数的实现，那么，是在哪里实现”printf”函数的呢？最后的答案是：系统把这些函数实现 都被做到名为libc.so.6的库文件中去了，在没有特别指定时，gcc会到系统默认的搜索路径”/usr/lib”下进行查找，也就是链接到 libc.so.6库函数中去，这样就能实现函数”printf” 了，而这也就是链接的作用。
函数库一般分为静态库 和动态库 两种。静态库是指编译链接时，把库文件的 代码全部加入到可执行文件中，因此生成的文件比较大，但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为”.a”。动态库与之相反，在编译链接时并没有把库 文件的代码加入到可执行文件中，而是在程序执行时由运行时链接文件加载库，这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为”.so”，如前面所述的 libc.so.6就是动态库。gcc在编译时默认使用动态库。
（Linux下动态库文件的扩展名为".so"（Shared Object）。按照约定，所有动态库文件名的形式是libname.so（可能在名字中加入版本号）。这样，线程函数库被称作 libthread.so。静态库的文件名形式是libname.a。共享archive的文件名形式是libname.sa。共享archive只是一 种过渡形式，帮助人们从静态库转变到动态库。）
完成了链接之后，gcc就可以生成可执行文件，如下所示。

[gan@localhost gcc]# gcc hello.o –o hello

运行该可执行文件，出现正确的结果如下。
[root@localhost Gcc]# ./hello
Hello World!

这一节，我们来关注下gcc的常用参数 ，有机会也好多加练习啦。



首先来看看我们gcc的版本吧，gcc --version这个命令就会显示gcc的版本号啦 。好啦，下面开始下面开始讲解gcc的常用参数啦 o(∩_∩)o...
[参数详解 ]

-c

　　只激活预处理,编译,和汇编,也就是他只把程序做成obj文件
　　例子用法 :
　　 gcc -c hello.c
　　他将生成.o的obj文件

-S
　　只激活预处理和编译，就是指把文件编译成为汇编代码。
　　例子用法
　　 gcc -S hello.c
　　他将生成.s的汇编代码，你可以用文本编辑器察看
-E
　　只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里
　　面 .
　　例子用法 :
　　 gcc -E hello.c > pianoapan.txt
　　 gcc -E hello.c | more
　　慢慢看吧,一个hello word 也要与处理成800行的代码
-o
　　制定目标名称,缺省的时候,gcc 编译出来的文件是a.out,很难听,如果 你和我有同感，改掉它,哈哈
　　例子用法
　　gcc -o hello.exe hello.c (哦,windows用习惯了 )
　　 gcc -o hello.asm -S hello.c
-ansi
　　关闭gnu c中与ansi c不兼容的特性,激活ansi c的专有特性(包括禁止一
　　些asm inline typeof关键字,以及UNIX,vax等预处理宏 ,

-Wall

显示警告信息
-O0
-O1
-O2
-O3
　　编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3优化级别最
　　高　　
　　
-g
　　只是编译器，在编译的时候，产生调试信息。

-llibrary

　　制定编译的时候使用的库
　　例子用法
　　 gcc -lcurses hello.c
　　使用ncurses库编译程序
　　
-Ldir
　　制定编译的时候，搜索库的路径。比如你自己的库，可以用它制定目录，不然
　　编译器将只在标准库的目录找。这个dir就是目录的名称。 　　
-gstabs
　　此选项以stabs格式声称调试信息,但是不包括gdb调试信息. 　
-gstabs+
　　此选项以stabs格式声称调试信息,并且包含仅供gdb使用的额外调试信息 .
　　
-ggdb
　　此选项将尽可能的生成gdb的可以使用的调试信息 .
-static 　　此选项将禁止使用动态库，所以，编译出来的东西，一般都很大，也不需要什么 动态连接库，就可以运行 .

-share 　　此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库 .

-traditional 　　试图让编译器支持传统的C语言特性

-fno-asm
　　此选项实现ansi选项的功能的一部分，它禁止将asm,inline和typeof用作
　　关键字。
　　　　
-fno-strict-prototype
　　只对g++起作用,使用这个选项,g++将对不带参数的函数,都认为是没有显式
　　的对参数的个数和类型说明,而不是没有参数 .
　　而gcc无论是否使用这个参数,都将对没有带参数的函数,认为城没有显式说
　　明的类型
　　
-fthis-is-varialble
　　就是向传统c++看齐,可以使用this当一般变量使用 .
　　
-fcond-mismatch
　　允许条件表达式的第二和第三参数类型不匹配,表达式的值将为void类型
　　
-funsigned-char
-fno-signed-char
-fsigned-char
-fno-unsigned-char
　　这四个参数是对char类型进行设置,决定将char类型设置成unsigned char(前
　　两个参数)或者 signed char(后两个参数 )

-include file
　　包含某个代码,简单来说,就是便以某个文件,需要另一个文件的时候,就可以
　　用它设定,功能就相当于在代码中使用 #include
　　例子用法 :
　　 gcc hello.c -include /root/pianopan.h
　　
-imacros file
　　将file文件的宏,扩展到gcc/g++的输入文件,宏定义本身并不出现在输入文件
　　中
　　
-Dmacro
　　相当于C语言中的 #define macro
　　
-Dmacro=defn
　　相当于C语言中的 #define macro=defn
　　
-Umacro
　　相当于C语言中的 #undef macro

-undef
　　取消对任何非标准宏的定义
　　
-Idir
　　在你是用#include"file"的时候,gcc/g++会先在当前目录查找你所制定的头
　　文件,如果没有找到,他回到缺省的头文件目录找,如果使用-I制定了目录,他
　　回先在你所制定的目录查找,然后再按常规的顺序去找 .
　　对于#include,gcc/g++会到-I制定的目录查找,查找不到,然后将到系
　　统的缺省的头文件目录查找
　　
-I-
　　就是取消前一个参数的功能,所以一般在-Idir之后使用
　　
-idirafter dir
　　在-I的目录里面查找失败,讲到这个目录里面查找 .
　　
-iprefix prefix
-iwithprefix dir
　　一般一起使用,当-I的目录查找失败,会到prefix+dir下查找
　　
-nostdinc
　　使编译器不再系统缺省的头文件目录里面找头文件,一般和-I联合使用,明确
　　限定头文件的位置
　　
-nostdin C++
　　规定不在g++指定的标准路经中搜索,但仍在其他路径中搜索,.此选项在创建
　　libg++库使用
　　
-C
　　在预处理的时候,不删除注释信息,一般和-E使用,有时候分析程序，用这个很
　　方便的 　
-M
　　生成文件关联的信息。包含目标文件所依赖的所有源代码
　　你可以用gcc -M hello.c来测试一下，很简单。 　
-MM
　　和上面的那个一样，但是它将忽略由#include造成的依赖关系。 　
-MD
　　和-M相同，但是输出将导入到.d的文件里面
　　
-MMD
　　和-MM相同，但是输出将导入到.d的文件里面
　　
-Wa,option
　　此选项传递option给汇编程序;如果option中间有逗号,就将option分成多个选
　　项,然后传递给会汇编程序
　　
-Wl.option
　　此选项传递option给连接程序;如果option中间有逗号,就将option分成多个选项,然后传递给会连接程序 .

-x language filename 设定文件所使用的语言,使后缀名无效,对以后的多个有效.也就是根据约定C语言的后缀名称是.c的，而C++的后缀名是.C或者.cpp,如果你很个性， 决定你的C代码文件的后缀名是.pig 哈哈，那你就要用这个参数,这个参数对他后面的文件名都起作用，除非到了下一个参数的使用。可以使用的参数吗有下面的这些　　`c', `objective-c', `c-header', `c++', `cpp-output', `assembler', and `assembler-with-cpp'. 　　看到英文，应该可以理解的。 　　例子用法: 　　 gcc -x c hello.pig

-x none filename 　　关掉上一个选项，也就是让gcc根据文件名后缀，自动识别文件类型　　例子用法: 　　 gcc -x c hello.pig -x none hello2.c

-pipe 　　使用管道代替编译中临时文件,在使用非gnu汇编工具的时候,可能有些问题 　　 gcc -pipe -o hello.exe hello.c

-funsigned-char -fno-signed-char -fsigned-char -fno-unsigned-char 　　这四个参数是对char类型进行设置,决定将char类型设置成unsigned char(前两个参数)或者 signed char(后两个参数 )


GCC的参数是很多的，这也只是部分。不过对于初学者来说，一时之间掌握这么多的参数也是有点困难的，不过一般推荐使用命令：

gcc
-Wall hello.c
-o hello 就足够啦。一般要使用-Wall这个参数，他可以列出源程序在编译过程中出现的错误警告等信息，这是很有帮助的，注意：-Wall这个参数是在编译过程中 使用的，若先把源程序编译成目标文件，则在链接过程中不要使用这个参数。 你还可以再加个 -v参数：列出比较详细的信息，(在标准错误)显示执行编译阶段的命令.同时显示编译器驱动程序,预处理器,编译器的版本号 .

这些在我们平时使用的过程中应该已经足够啦，若还想了解其他的一些参数，可以下载 gcc的帮助文档有时间自己研究下。


------ 呀，好像都几天没有写些技术方面的总结性文章啦，看来今后自己要更加努力些才行啊。这一节主要是些杂乱性的知识点，内容也比较少（呵呵，自己好像在偷懒喔~~~）
多文件编译、连接
如果原文件分布于多个文件中： file1.c, file2,c

$ gcc -Wall file1.c file2.c -o name

若对其中一个文件作了修改，则可只重新编译该文件,再连接所有文件：

$ gcc -Wall -c file2.c

$ gcc file1.c file2.o -c name
注意：有些编译器对命令行中的.o文件的出现顺序有限制：含有某函数定义的文件必须出现在含有调用该函数的文件之后。好在GCC无此限制。
编译预处理
在程序中包含与连接库对应的头文件是很重要的方面，要使用库，就一定要 能正确地引用头文件。一般在代码中通过#include引入头文件, 如果头文件位于系统默认的包含路径(/usr/includes), 则只需在#include中给出头文件的名字, 不需指定完整路径. 但若要包含的头文件位于系统默认包含路径之外, 则有其它的工作要做: 可以(在源文件中)同时指定头文件的全路径. 但考虑到可移植性，最好通过-I在调用gcc的编译命令中指定。
下面看这个求立方的小程序(阴影语句表示刚开始不存在） :
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
double x = pow (2.0, 3.0);
printf("The cube of 2.0 is %f\n", x);
return 0;
}
使用gcc-2.95来编译它(-lm选项在后面的连接选项中有介绍, 这里只讨论头文件的包含问题 ):
$ gcc-2.95 -Wall pow.c -lm -o pow_2.95
pow.c: In function `main':
pow.c:5: warning: implicit declaration of function `pow'

程序编译成功，但gcc给出警告: pow函数隐式声明。
$ ./pow_2.95
The cube of 2.0 is 1.000000

明显执行结果是错误的，在源程序中引入头文件(#include <math.h>)，消除了错误。
关键：不要忽略Warning信息！它可能预示着，程序虽然编译成功，但运行结果可能有错。故，起码加上"-Wall"编译选项！并尽量修正Warning警告。
不过现在比较新的gcc在编译源程序没有引入头文件时，也会出现如下代码：
test1.c: In function 'main':
test1.c:4: warning: implicit declaration of function 'pow'
test1.c:4: warning: incompatible implicit declaration of built-in function 'pow'
程序编译成功，执行结果也是正确的。因为现在比较新的编译器会自动的引入标准库中的头文件。
搜索路径
首先要理解 #include<file.h>和#include"file.h"的区别 :
#include<file.h>只在默认的系统包含路径搜索头文件
#include"file.h" 首先在当前目录搜索头文件, 若头文件不位于当前目录, 则到系统默认的包含路径搜索头文件

UNIX 类系统默认的系统路径为：
头文件，包含路径：　 /usr/local/include/ or /usr/include/
库文件，连接路径：　 /usr/local/lib/
or /usr/lib/

对于标准c库(glibc或其它c库)的头文件, 我们可以直接在源文件中使用#include <file.h>来引入头文件 .


------今天就来讲讲有关函数库方面的些知识吧
与外部库连接
--------------------------------------------------------------------------------
前面介绍了如何包含头文件. 而头文件和库是息息相关的, 使用库时, 要在源代码中包含适当的头文件，这样才能声明库中函数的原型(发布库时, 就需要给出相应的头文件 ).

和包含路径一样, 系统也有默认的连接路径 :
头文件，包含路径：　 /usr/local/include/ or /usr/include/
库文件，连接路径：　 /usr/local/lib/
or /usr/lib/


同样地, 我们想要使用某个库里的函数, 必须使用那些将这个库连接到函数的程序中 .

有一个例外: libc.a或libc.so (C标准库,它包含了ANSI C所定义的C函数)是不需要你显式连接的, 所有的C程序在运行时都会自动加载c标准库 .

除了C标准库之外的库称之为"外部库", 它可能是别人提供给你的, 也可能是你自己创建的(后面有介绍如何创建库的内容 ).

外部库有两种：(1)静态连接库 lib.a

(2)共享连接库 lib.so
两者的共同点：

.a, .so 都是.o目标文件的集合，这些目标文件中含有一些函数的定义（机器码），而这些函数将在连接时会被最终的可执行文件用到。
两者的区别：
    静 态库.a : 当程序与静态库连接时，库中目标文件所含的所有将被程序使用的函数的机器码被copy到最终的可执行文件中. 静态库有个缺点: 占用磁盘和内存空间. 静态库会被添加到和它连接的每个程序中, 而且这些程序运行时, 都会被加载到内存中. 无形中又多消耗了更多的内存空间 .



共享库.so : 与共享库连接的可执行文件只包含它需要的函数的引用表，而不是所有的函数代码，只有在程序执行时, 那些需要的函数代码才被拷贝到内存中（因此，共享库稍微比静态库慢些，但这个影响可以忽略不计）, 这样就使可执行文件比较小, 节省磁盘空间(更进一步，操作系统 使 用虚拟内存，使得一份共享库驻留在内存中被多个程序使用).共享库还有个优点: 若库本身被更新, 不需要重新编译与它连接的源程序（注意：库提供的接口应该不变，比如库中的函数个数不要变，只是把这些函数功能增强啦）。（windows系统中共享库的 后缀名是 .dll （dynamic linking library的缩写）)。以为共享库有这么多的优点，在大部分的OS上，如果可能的话，gcc都会优先使用共享库。
使用静态库的可执行文件，只要这一个文件掉入内存就可以运行啦。
若可执行文件使用了共享库，可执行文件运行时，它的加载器必须能发现共享库并把它加载到内存中。默认的搜索系统目录设置为：/usr/local/lib and /usr/lib. 环境变量LD_LIBRARY_PATH可以用来设置搜索目录的列表。
静态库
下面我们来看一个简单的例子，计算2.0的平方根（假设文件名为sqrt.c）：

#include <math.h>
#include <stdio.h>
int
main (void)
{
double x = sqrt (2.0);
printf ("The square root of 2.0 is %f\n", x);
return 0;
}

用gcc将它编译为可执行文件：
$ gcc -Wall sqrt.c -o sqrt
编译成功，没有任何警告或错误信息。执行结果也正确。
$ ./sqrt
The square root of 2.0 is 1.414214


下面我们来看看刚才使用的gcc版本：
$ gcc --version
gcc (GCC) 4.0.2 20050808 (prerelease) (Ubuntu 4.0.1-4ubuntu9)

现在我用2.95版的gcc把sqrt.c再编译一次：
$ gcc-2.95 -Wall sqrt.c -o sqrt_2.95
/tmp/ccVBJd2H.o: In function `main':
sqrt.c .text+0x16): undefined reference to `sqrt'

collect2: ld returned 1 exit status


编译器会给出上述错误信息，这是因为 sqrt函数不能与外部数学库"libm.a"相连。 sqrt函数没有在程序中定义，也不存在于默认C库 "libc.a"中，如果用gcc-2.95，应该显式地选择连接库。上述出错信息中的"/tmp/ccVBJd2H.o"是gcc创造的临时目标文件， 用作连接时用。
使用下列的命令可以成功编译：
$ gcc-2.95 -Wall sqrt.c /usr/lib/libm.a -o sqrt_2.95
它告知gcc:在编译sqrt.c时，加入位于/usr/lib中的libm.a库（C数学库）。

C 库文件默认位于/usr/lib, /usr/local/lib系统目录中； gcc默认地从/usr/local/lib, /usr/lib中搜索库文件。（在我的Ubuntu系统中，C库文件位于/urs/lib中）。
这里还要注意连接顺序的问题，比如上述命令，如果我改成：
$ gcc-2.95 -Wall /usr/lib/libm.a sqrt.c -o sqrt_2.95
gcc 会给出出错信息：
/tmp/cc6b3bIa.o: In function `main':
sqrt.c .text+0x16): undefined reference to `sqrt'
collect2: ld returned 1 exit status

正如读取目标文件的顺序，gcc也在命令行中从左向右读取库文件——任何包含某函数定义的库文件必须位于调用该函数的目标文件之后！
指定库文件的绝对路径比较繁琐，有一种简化方法，相对于上述命令，可以用下面的命令来替代：
$ gcc-2.95 -Wall sqrt.c -lm -o sqrt_2.95
其中的"-l"表示与库文件连接，"m"代表"libm.a"中的m。一般而言，"-lNAME"选项会使gcc将目标文件与名为"libNAME.a"的库文件相连。（这里假设使用默认目录中的库，对于其他目录中的库文件，参考后面的“搜索路径”。）
上面所提到的"libm.a"就是静态库文件，所有静态库文件的扩展名都是.a！
$ whereis libm.a
libm: /usr/lib/libm.a /usr/lib/libm.so

正如前面所说，默认的库文件位于/usr/lib/或/usr/local/lib/目录中。其中，libm.a是静态库文件，libm.so是后面会介绍的动态共享库文件。
如果调用的函数都包含在libc.a中（C标准库被包含在/usr /lib/libc.a中，它包含了ANSI C所定义的C函数）。那么没有必要显式指定libc.a：所有的C程序运行时都自动包含了C标准库！（试试 $ gcc-2.95 -Wall hello.c -o hello)。
共享库
正因为共享库的优点，如果系统中存在.so库，gcc默认使用共享库（在/usr/lib/目录中，库文件以共享和静态两种版本存在）。
运行： $ gcc -Wall -L. hello.c -lNAME -o hello
gcc先检查是否有替代的libNAME.so库可用。


正如前面所说，共享库以.so为扩展名（so == shared object)。
那么，如果不想用共享库，而只用静态库呢？可以加上 -static选项
$ gcc -Wall -static hello.c -lNAME -o hello
它等价于：
$ gcc -Wall hello.c libNAME.a -o hello

$ gcc-2.95 -Wall sqrt.c -static -lm -o sqrt_2.95_static
$ gcc-2.95 -Wall sqrt.c -lm -o sqrt_2.95_default
$ gcc-2.95 -Wall sqrt.c /usr/lib/libm.a -o sqrt_2.95_a
$ gcc-2.95 -Wall sqrt.c /usr/lib/libm.so -o sqrt_2.95_so

$ ls -l sqrt*
-rwxr-xr-x 1 zp zp 21076 2006-04-25 14:52 sqrt_2.95_a
-rwxr-xr-x 1 zp zp
7604 2006-04-25 14:52 sqrt_2.95_default
-rwxr-xr-x 1 zp zp
7604 2006-04-25 14:52 sqrt_2.95_so
-rwxr-xr-x 1 zp zp 487393 2006-04-25 14:52 sqrt_2.95_static

上述用四种方式编译sqrt.c，并比较了可执行文件的大小。奇怪的是，-static -lm 和 /lib/libm.a为什么有区别？有知其原因着，恳请指明，在此谢谢了！

如果libNAME.a在当前目录，应执行下面的命令：
$ gcc -Wall -L. hello.c -lNAME -o hello
-L. 表示将当前目录加到连接路径。