C/C++ GCC

gcc/g++ [选项] [源文件] [选项] [目标文件]

gcc main.c

gcc main.c -o main

gcc -E main.c

gcc -E main.c -o main.i

gcc -S main.i -o main.s

gcc -c main.s -o main.o

gcc main.o -o main

gcc -Wall -Wextra -Werror main.c

gcc -O0 program.c -o program

gcc -O1 program -o program

int test() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    int c = a + b; // O1会直接计算为30
    return c;
}

gcc -O2 program.c -o program

gcc -O3 program.c -o program

gcc -Os program.c -c program

gcc -Ofast program.c -o program

# 禁止内联
-fno-inline

# 限制内联函数大小
--param inline-unit-growth=20

# 内联所有函数（即使没标记inline）
-finline-functions

# 循环展开
-funroll-loops

# 循环合并
-fmerge-constant

# 循环向量化
-ftree-vectorize

# 快速数学运算（不保证精度）
--ffast-math

# 不进行浮点优化
-fno-fast-math

# 允许重排浮点运算
-funsafe-math-optimizations

# 消除未使用的变量
-fdead-code-elimination

# 合并全局常量
-fmerge-all-constants

# 地址空间布局随机化
-fpie

// benchmark.c
#include <stdio.h>
#include <time.h>

#define ITERATIONS 10000000000 // 10^10

int main() {
    clock_t start = clock();
    long long sum = 0;

    for (long long i = 0; i < ITERATIONS; i++) {
        sum += i * i; // 浮点运算
    }

    clock_t end = clock();
    double time = (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("Time: %.3f seconds\n", time);
    printf("Sum: %lld\n", sum);
    return 0;
}

gcc -O0 main.c -o main_O0 && time ./main_O0
gcc -O1 main.c -o main_O1 && time ./main_O1
gcc -O2 main.c -o main_O2 && time ./main_O2
gcc -O3 main.c -o main_O3 && time ./main_O3
gcc -Ofast main.c -o main_Ofast && time ./main_Ofast

Time: 19.453 seconds
Sum: 7032546979563742720

real    0m19.459s
user    0m19.452s
sys     0m0.001s
Time: 7.349 seconds
Sum: 7032546979563742720

real    0m7.334s
user    0m7.350s
sys     0m0.000s
Time: 3.671 seconds
Sum: 7032546979563742720

real    0m3.646s
user    0m3.670s
sys     0m0.001s
Time: 3.659 seconds
Sum: 7032546979563742720

real    0m3.639s
user    0m3.660s
sys     0m0.000s
Time: 3.665 seconds
Sum: 7032546979563742720

real    0m3.650s
user    0m3.665s
sys     0m0.001s

-O0 ~ -O1 有2.7x的提升
-O1 ~ -O2 有2x的提升
-O2 ~ -O3 的提升不明显
-Ofast 轻微提升

sum值在所有优化选项下相同，说明

1. 所有优化都保持了计算结果一致
2. 溢出是确定的（无符号/有符号溢出是正确行为）
3. 编译器优化没有改变计算结果

理论计算公式（取模2^64）
sum = (N-1) * N * (2N-1) / 6
N = 10 ^ 10
结果应该是一个64位整数

详细优化可以对比编译后的汇编文件进行分析

gcc -g main.c -o main

-g0 // 不生成调试信息
-g1 // 最少（只有函数/行号）
-g2 // 默认
-g3 // 最详细（包含宏）

-gdwarf-4
-gdwarf-5

-fsanitize=address -g

-fsanitize=undefined -g

-O0 // 无优化，最适合调试
-O2 // 常规优化
-O3 // 激进优化

gcc -std=c99 file.c

# 编译单个文件
gcc main.c -o main
g++ main.cpp -o main

# 编译并运行
gcc main.c -o main && ./main

# 方式1：直接编译多个文件
gcc file1.c file2.c file3.c -o program

# 方式2：分步编译（适合大型项目）
gcc -c file1.c -o file1.o
gcc -c file2.c -o file2.o
gcc file1.o file2.o -o program

# 方式3：Makefile

gcc -o program mani.c -L库路径 -l库名

# 基本语法（同静态库）
gcc -o program main.c -L库路径 -l库名

# 临时设置
LD_LIBRARY_PATH=./lib ./program

# 或者导出环境变量
export LD_LIBRARY_PATH=./lib:$LD_LIBRARY_PATH
./program

# 使用$ORIGIN 表示可执行文件所在目录
gcc -o program main.c -L./lib -lmath_utils -Wl, -rpath, '$ORIGIN/lib'

# 或者使用绝对路径
gcc -o program main.c -L./lib -lmath_utils -Wl,-rpath=/path/tp/lib

# 多个rpath
gcc -o program main.c -L./lib -lmath_utils -Wl,-rpath,'$ORIGIN/lib:/usr/local/lib'

# 复制到系统库目录（需要root权限）
sudo cp lib/libmath_utils.so /usr/local/lib/
sudo ldconfig # 更新库缓存

# 然后直接运行
./program

link-compile
|-- include/
|      |__ math_utils.h # 库头文件
|-- src/
|    |-- math_utils.c # 库源码
|    |__ add.c # 额外功能
|-- main.c # 测试程序
|-- Makefile # 编译脚本
|__ lib/ # 生成的库文件（编译后）

# 编译库源文件为目标文件
gcc -c -Iinclude src/math_utils.c -o src/math/utils.o
gcc -c -Iinclude src/add.c -o src/add.o

# 创建静态库
ar rcs lib/libmath_utils.a src/math_utils.o src/add.o

# 编译主程序并链接静态库
gcc -o program main.c -Iinclude -Llib -lmath_utils

# 或
# 创建动态库
gcc -shared -o lib/libmath_utils.so src/math_utils.o src/add.o

# 编译主程序并链接动态库
gcc -o program main.c -Iinclude -Llib -lmath_utils

# 运行（需要指定库路径）
LD_LIBRARY_PATH=./lib ./program

# 添加头文件搜索路径
g++ program.cpp -o program -I/path/to/include

-g -O0

-g -Og

-O2 -DNDEBUG

#include <assert.h>

assert(x > 0);

-g

-DNDEBUG

// 等价于
((void)0

cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug

-g

cmake =DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

-O3 -DNDEBUG

cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo

-O2 -g