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近些年來,開源軟件在IT行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展越來越受到關(guān)注。而GCC作為一款開源編程語言編譯器,是開發(fā)者必不可少的工具之一。2023年4月份,GCC編譯器在6.0版本中引入了許多新的特性,其中最突出的特點是更為豐富的C++11與C++14支持,這為開發(fā)人員帶來了更加靈活的開發(fā)方式。那么,GCC 6.0版本帶來的這些新特性,有哪些值得我們深入學(xué)習(xí)探究的呢?

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1. 增強了對C++11的支持
2023年發(fā)布的C++11標(biāo)準(zhǔn),為C++的升級帶來了數(shù)量繁多的新特性。GCC 6.0版本在這方面的支持非常全面。例如,在lambda表達(dá)式支持中,GCC 6.0版本開始支持關(guān)閉捕獲,這在之前的版本中是不支持的。同時,GCC 6.0版本還支持extern模板、成員模板和強制模板實例化。此外,GCC 6.0版本還將嘗試支持C++標(biāo)準(zhǔn)庫中的硬件通道隨機數(shù)生成器。這些新的特性幫助C++編程者更好地利用C++11帶來的便利性與靈活性。
2. 加速編譯速度
在6.0版本中,GCC中引入了名為“Profile Guided Optimization”(PGO)的新特性。PGO技術(shù)的基本原理是通過對程序生成的Profile信息進(jìn)行擬合分析,來優(yōu)化程序。通過對程序的整體兼容性、程序熱點的優(yōu)化等,以達(dá)到加速程序運行的效果。GCC 6.0版本中加入了PGO,可以在編譯階段進(jìn)行程序Profile信息的提取和分析,再通過一些算法和優(yōu)化,來盡可能減少程序運行的時間和空間。同時,GCC 6.0版本還提供了代碼克隆檢測和優(yōu)化,將識別至少兩個循環(huán)的重復(fù)代碼,以改善代碼的空間利用率。這些新特性提升了GCC編譯器的效率,幫助開發(fā)者減少開發(fā)周期,提升開發(fā)效率與質(zhì)量。
3. 更高效的優(yōu)化
GCC編譯器在這一點上的優(yōu)化同樣值得深入探究。 在CGO(Compiler Generated Checksum Database Optimization)方面,GCC 6.0版本又添加了一些新特性。通過一個檢測和儲存文件的Checksum數(shù)據(jù)庫,GCC可以在編譯時自動識別其在其他時間段已經(jīng)編譯的文件,從而盡量避免重復(fù)編譯。此外,在過去的版本中,GCC編譯器進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時,往往使用的是傳統(tǒng)的C調(diào)用幀和棧手動分配方式,而GCC 6.0版本引入的一個特性是使用的基于寄存器參數(shù)傳遞的新機制。這種機制支持將函數(shù)參數(shù)直接傳遞到寄存器中,可以前后減少函數(shù)調(diào)用的代碼,提升程序的整體效率。
GCC 6.0版本在C++11與C++14的支持、編譯速度的提升、代碼優(yōu)化等方面帶來了許多新特性,這些新特性都可以幫助開發(fā)者減少編程時間,并提升編碼質(zhì)量和程序運行效率。同時,GCC編譯器的這些進(jìn)步為Linux下的系統(tǒng)開發(fā)與程序員帶來了更高效、便捷的開發(fā)方式。在學(xué)習(xí)使用這些新特性的同時,開發(fā)者也要積極學(xué)習(xí)相關(guān)的源代碼和編程思想,以更好的了解編譯器的內(nèi)部實現(xiàn)。只有在充分理解編譯器的基礎(chǔ)上,才能充分發(fā)揮GCC 6.0版本的優(yōu)勢,將其用于更多精妙的程序設(shè)計之中。
相關(guān)問題拓展閱讀:
- Linux下gcc編譯介紹
Linux下gcc編譯介紹
Linux系統(tǒng)下的Gcc(GNU C Compiler)是GNU推出的功能強大、性能優(yōu)越的多平臺編譯器,是GNU的代表作品之一。gcc是可以在多種硬體平臺上編譯出可執(zhí)行程序的超級編譯器,其執(zhí)行效率與一般的編譯器相比平均效率要高20%~30%。
Gcc編譯器能將C、C++語言源程序、匯程式化序和目標(biāo)程序編譯、連接成可執(zhí)行文件,如果沒有給出可執(zhí)行文件的名字,gcc將生成一個名為a.out的文件。在Linux系統(tǒng)中,可執(zhí)行文件沒有統(tǒng)一的后綴,系統(tǒng)從文件的屬性來區(qū)分可執(zhí)行文件和不可執(zhí)行文件。而gcc則通過后綴來區(qū)別輸入文件的類別,下面我們來介紹gcc所遵循的部分約定規(guī)則。
.c為后綴的文件,C語言源代碼文件;
.a為后綴的文件,是由目標(biāo)文件構(gòu)成的檔案庫文件;
.C,.cc或.cxx 為后綴的文件,是C++源代碼文件;
.h為后綴的文件,是程序所包含的頭文件;
.i 為后綴的文件,是已經(jīng)預(yù)處理過的C源代碼文件;
.ii為后綴的文件,是已經(jīng)預(yù)處理過的C++源代碼文件;
.m為后綴的文件,是Objective-C源代碼文件;
.o為后綴的文件,是編譯后的目標(biāo)文件;
.s為后綴的文件,是匯編語言源代碼文件;
.S為后綴的文件,是經(jīng)過預(yù)編譯的匯編語言源代碼文件。
Gcc的執(zhí)行過程
雖然我們稱Gcc是C語言的編譯器,但使用gcc由C語言源代碼文件生成可執(zhí)行文件的過程不僅僅是編譯的過程,而是要經(jīng)歷四個相互關(guān)聯(lián)的步驟∶預(yù)處理(也稱預(yù)編譯,Preprocessing)、編譯(Compilation)、匯編(Assembly)和連接(Linking)。
命令gcc首先調(diào)用cpp進(jìn)行預(yù)處理,在預(yù)處理過程中,對源代碼文件中的文件包含(include)、預(yù)編譯語句(如宏定義define等)進(jìn)行分析。接著調(diào)用cc1進(jìn)行編譯,這個階段根據(jù)輸入文件生成以.o為后綴的目標(biāo)文件。匯編過程是針對匯編語言的步驟,調(diào)用as進(jìn)行工作,一般來講,.S為后綴的匯編語言源代碼文件和匯編、.s為后綴的匯編語滑空液言文件經(jīng)過預(yù)編譯虧正和匯編之后都生成以.o為后綴的目標(biāo)文件。當(dāng)所有的目標(biāo)文件都生成之后,gcc就調(diào)用ld來完成最后的關(guān)鍵性工作,這個階段就是連接。在連接階段,所有的目標(biāo)文件被安排在可執(zhí)行程序中的恰當(dāng)?shù)奈恢?,同時,該程序所調(diào)用到的庫函數(shù)也從各自所在的檔案庫中連到合適的地方。
Gcc的基本用法和選項
在使用Gcc編譯器的時候,我們必須給出一系列必要的調(diào)用參數(shù)和文件名稱。Gcc編譯器的調(diào)用參數(shù)大約有100多個,其中多數(shù)參數(shù)我們可能根本就用不到,這里只介紹其中最基本、最常用的參數(shù)。
Gcc最基本的用法是∶gcc
其中options就是編譯器所需要的參數(shù),filenames給出相關(guān)的文件名稱。
-c,只編譯,不連接成為可執(zhí)行文件,編譯器只是由輸入的.c等源代碼文件生成.o為后綴的目標(biāo)文件,通常用于編譯不包含主程序的子程序文件。
-o output_filename,確定輸出文件的名稱為output_filename,同時這個名稱不能和源文件同名。如果不給出這個選項,gcc就給出預(yù)設(shè)的可執(zhí)行文件a.out。
-g,產(chǎn)生符號調(diào)試工具(GNU的gdb)所必要的符號資訊,要想對源代碼進(jìn)行調(diào)試,我們就必須加入這個選項。
-O,對程序進(jìn)行優(yōu)化編譯、連接,采用這個選項,整個源代碼會在編譯、連接過程中進(jìn)行優(yōu)化處理,這樣產(chǎn)生的可執(zhí)行文件的執(zhí)行效率可以提高,但是,編譯、連接的速度就相應(yīng)地要慢一些。
-O2,比-O更好的優(yōu)化編譯、連接,當(dāng)然整個編譯、連接過程會更慢。
-Idirname,將dirname所指出的目錄加入到程序頭文件目錄列表中,是在預(yù)編譯過程中使用的參數(shù)。C程序中的頭文件包含兩種情況∶
A)#include
B)#include “myinc.h”
其中,A類使用尖括號(),B類使用雙引號(“ ”)。對于信物A類,預(yù)處理程序cpp在系統(tǒng)預(yù)設(shè)包含文件目錄(如/usr/include)中搜尋相應(yīng)的文件,而對于B類,cpp在當(dāng)前目錄中搜尋頭文件,這個選項的作用是告訴cpp,如果在當(dāng)前目錄中沒有找到需要的文件,就到指定的dirname目錄中去尋找。在程序設(shè)計中,如果我們需要的這種包含文件分別分布在不同的目錄中,就需要逐個使用-I選項給出搜索路徑。
-Ldirname,將dirname所指出的目錄加入到程序函數(shù)檔案庫文件的目錄列表中,是在連接過程中使用的參數(shù)。在預(yù)設(shè)狀態(tài)下,連接程序ld在系統(tǒng)的預(yù)設(shè)路徑中(如/usr/lib)尋找所需要的檔案庫文件,這個選項告訴連接程序,首先到-L指定的目錄中去尋找,然后到系統(tǒng)預(yù)設(shè)路徑中尋找,如果函數(shù)庫存放在多個目錄下,就需要依次使用這個選項,給出相應(yīng)的存放目錄。
-lname,在連接時,裝載名字為“l(fā)ibname.a”的函數(shù)庫,該函數(shù)庫位于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的目錄或者由-L選項確定的目錄下。例如,-lm表示連接名為“l(fā)ibm.a”的數(shù)學(xué)函數(shù)庫。
上面我們簡要介紹了gcc編譯器最常用的功能和主要參數(shù)選項,更為詳盡的資料可以參看Linux系統(tǒng)的聯(lián)機幫助。
假定我們有一個程序名為test.c的C語言源代碼文件,要生成一個可執(zhí)行文件,最簡單的辦法就是∶
gcc test.c
這時,預(yù)編譯、編譯連接一次完成,生成一個系統(tǒng)預(yù)設(shè)的名為a.out的可執(zhí)行文件,對于稍為復(fù)雜的情況,比如有多個源代碼文件、需要連接檔案庫或者有其他比較特別的要求,就要給定適當(dāng)?shù)恼{(diào)用選項參數(shù)。再看一個簡單的例子。
整個源代碼程序由兩個文件testmain.c 和testsub.c組成,程序中使用了系統(tǒng)提供的數(shù)學(xué)庫,同時希望給出的可執(zhí)行文件為test,這時的編譯命令可以是∶
gcc testmain.c testsub.c □lm □o test
其中,-lm表示連接系統(tǒng)的數(shù)學(xué)庫libm.a。
Gcc的錯誤類型及對策
Gcc編譯器如果發(fā)現(xiàn)源程序中有錯誤,就無法繼續(xù)進(jìn)行,也無法生成最終的可執(zhí)行文件。為了便于修改,gcc給出錯誤資訊,我們必須對這些錯誤資訊逐個進(jìn)行分析、處理,并修改相應(yīng)的語言,才能保證源代碼的正確編譯連接。gcc給出的錯誤資訊一般可以分為四大類,下面我們分別討論其產(chǎn)生的原因和對策。
之一類∶C語法錯誤
錯誤資訊∶文件source.c中第n行有語法錯誤(syntex errror)。這種類型的錯誤,一般都是C語言的語法錯誤,應(yīng)該仔細(xì)檢查源代碼文件中第n行及該行之前的程序,有時也需要對該文件所包含的頭文件進(jìn)行檢查。有些情況下,一個很簡單的語法錯誤,gcc會給出一大堆錯誤,我們最主要的是要保持清醒的頭腦,不要被其嚇倒,必要的時候再參考一下C語言的基本教材。
第二類∶頭文件錯誤
錯誤資訊∶找不到頭文件head.h(Can not find include file head.h)。這類錯誤是源代碼文件中的包含頭文件有問題,可能的原因有頭文件名錯誤、指定的頭文件所在目錄名錯誤等,也可能是錯誤地使用了雙引號和尖括號。
第三類∶檔案庫錯誤
錯誤資訊∶連接程序找不到所需的函數(shù)庫,例如∶
ld: -lm: No such file or directory
這類錯誤是與目標(biāo)文件相連接的函數(shù)庫有錯誤,可能的原因是函數(shù)庫名錯誤、指定的函數(shù)庫所在目錄名稱錯誤等,檢查的方法是使用find命令在可能的目錄中尋找相應(yīng)的函數(shù)庫名,確定檔案庫及目錄的名稱并修改程序中及編譯選項中的名稱。
第四類∶未定義符號
錯誤資訊∶有未定義的符號(Undefined symbol)。這類錯誤是在連接過程中出現(xiàn)的,可能有兩種原因∶一是使用者自己定義的函數(shù)或者全局變量所在源代碼文件,沒有被編譯、連接,或者干脆還沒有定義,這需要使用者根據(jù)實際情況修改源程序,給出全局變量或者函數(shù)的定義體;二是未定義的符號是一個標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù),在源程序中使用了該庫函數(shù),而連接過程中還沒有給定相應(yīng)的函數(shù)庫的名稱,或者是該檔案庫的目錄名稱有問題,這時需要使用檔案庫維護(hù)命令ar檢查我們需要的庫函數(shù)到底位于哪一個函數(shù)庫中,確定之后,修改gcc連接選項中的-l和-L項。
排除編譯、連接過程中的錯誤,應(yīng)該說這只是程序設(shè)計中最簡單、最基本的一個步驟,可以說只是開了個頭。這個過程中的錯誤,只是我們在使用C語言描述一個算法中所產(chǎn)生的錯誤,是比較容易排除的。我們寫一個程序,到編譯、連接通過為止,應(yīng)該說剛剛開始,程序在運行過程中所出現(xiàn)的問題,是算法設(shè)計有問題,說得更玄點是對問題的認(rèn)識和理解不夠,還需要更加深入地測試、調(diào)試和修改。一個程序,稍為復(fù)雜的程序,往往要經(jīng)過多次的編譯、連接和測試、修改。下面我們學(xué)習(xí)的程序維護(hù)、調(diào)試工具和版本維護(hù)就是在程序調(diào)試、測試過程中使用的,用來解決調(diào)測階段所出現(xiàn)的問題。窗體頂端
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新聞名稱:探究Linux環(huán)境下的新特性:GCC6.0版本(linuxgcc6.0)
文章出自:http://m.5511xx.com/article/cdcsgpc.html


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