====== GCC ======

GCC - **GNU Compiler Collection** bei [[http://de.wikipedia.org/wiki/GNU_Compiler_Collection|Wikipedia]]

  * GCC-FAQ: [[https://gcc.gnu.org/faq.html]]
  * GCC-Wiki, FAQ: [[https://gcc.gnu.org/wiki/FAQ]]
  * man-pages: [[http://man7.org/linux/man-pages/man1/gcc.1.html]]
  * O'Reilly: [[http://www.oreilly.de/german/freebooks/rlinux3ger/ch132.html|Programmieren mit gcc]]

  * GCC - Kurzanleitung auf Ubuntuusers.de: [[https://wiki.ubuntuusers.de/GCC/]]

C++ Standards Support in GCC: [[https://gcc.gnu.org/projects/cxx-status.html]] (Welche Funktionalität ab welcher GCC-Version unterstützt wird.)

**MinGW** steht für "Minimalist GNU for Windows": [[http://www.mingw.org/]]
  * MS resource compiler: [[http://www.mingw.org/wiki/MS_resource_compiler]]
  * Building Windows **DLL**s with MinGW: [[http://www.transmissionzero.co.uk/computing/building-dlls-with-mingw/]] - Ein sehr guter Artikel!
  * Advanced MinGW DLL Topics: [[http://www.transmissionzero.co.uk/computing/advanced-mingw-dll-topics/]]

Ein kleines Beispiel zeigt auf einfache Weise und sehr anschaulich die Unterschiede zwischen den **statischen** und **dynamischen** Libraries:\\ [[http://www.codeproject.com/Articles/84461/MinGW-Static-and-Dynamic-Libraries]]

GCC and Make: [[https://www3.ntu.edu.sg/home/ehchua/programming/cpp/gcc_make.html]] - Compiling, Linking and Building C/C++ Applications

Bei Verwendung von den **MQ**-Libraries unter Windows (mqm.dll, mqic.dll) bitte Workaround beim [[edv:prg:mq-series:example:Kompilieren/Linken von mqic.dll/.lib mit GCC unter Windows]] beachten!

Bei Verwendung auf **[[EDV:OS:UNIX:Derivate:AIX]]** unbedingt folgende Hinweise (IBM) beachten (insbesondere im Zusammenhang mit shared libraries):
  * Using the GNU C/C++ compiler on AIX: [[http://www.ibm.com/developerworks/aix/library/au-gnu.html]]


===== GCC kompilieren =====

  * Anleitung: GCC kompilieren und installieren: [[http://www.floriankirsch.de/gcc/install.html]]
  * Building GCC on Ubuntu Linux: [[https://solarianprogrammer.com/2016/10/07/building-gcc-ubuntu-linux/]] (8 May 2018 - Article updated for GCC 8.1)
  * How to Manually Build and Install GNU Compiler Collection on Linux Mint: [[https://www.wikihow.com/Manually-Build-and-Install-GNU-Compiler-Collection-on-Linux-Mint]]
  * Building GCC: [[https://wiki.osdev.org/Building_GCC]]


===== Aufruf/Syntax =====

**Beispiele:**

  * Den Quelltext **hello.c** übersetzen und daraus ein ausführbares Programm namens **hello** generieren:

<code bash>
gcc -o hello hello.c
</code>

  * Den Quelltext **hello.c** übersetzen, dabei nur die Objektdatei (hello.o) generieren:

<code bash>
gcc -c hello.c
</code>

Das funktioniert auch mit mehreren Quelltexten auf einmal:

<code bash>
gcc -c funktion1.c funktion2.c funktion3.c
</code>

Dabei werden in einem Gang funktion1.o funktion2.o funktion3.o generiert.

Mit dem GCC-Parameter **-H** sieht man auch, welche Headerdateien beim Kompilieren eingeflossen sind (erleichtert Fehlersuche):

<code bash>
gcc -H -c funktion1.c funktion2.c funktion3.c
</code>

  * Mehrere Quelltexte (foo.c und bar.c) übersetzen und daraus ein ausführbares Programm namens **abc** generieren:

<code bash>
gcc -o abc foo.c bar.c
</code>

Das gleiche kann man auch schrittweise erreichen:

<code bash>
gcc -c foo.c
gcc -c bar.c
gcc -o abc foo.o bar.o
</code>

  * Debugger-Infos dem ausführbaren Programm anfügen (**-g**):

<code bash>
gcc -g -o hello hello.c
</code>


===== Parameter/Compileroptionen =====

Option Index: [[https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.5/gcc/Option-Index.html#Option-Index]] (gcc-4.8.5)\\ 
Keyword Index: [[https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.5/gcc/Keyword-Index.html#Keyword-Index]] (gcc-4.8.5)\\ 
**Option Summary:** [[https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.5/gcc/Option-Summary.html#Option-Summary]] (gcc-4.8.5)

Das [[http://wiki.ubuntuusers.de/GCC|Ubuntuusers-Wiki]] empfiehlt Programme ausschließlich mit folgenden Parametern zu erstellen:

<code bash>
gcc -g -Wall -Wextra -pedantic-errors foo.c -o foo
</code>

Oft kommt noch __entweder__ **-O0 -ggdb3** für das Debugging __oder__ **-march=native -O3** für eine schnelle Ausführung hinzu.

Die häufig verwendete (allgemeine) Optionen:

^Option	^Kommentar	^
|--help	|Gibt die Hilfe aus.	|
|-c	|Quelltexte übersetzen, aber nicht linken (z.B. bei **make**).	|
|-DCPU=586|weist den Compiler an, Pentium-CPU Code zu generieren.	|
|-fno-strength-reduce|keine Schleifenoptimierungen zulassen.	|
|-g	|Symboltabelle für Debugger an den (binären) Code anfügen.	|
|-ggdb	|Fügt weitere Debugging-Symbole für den **GDB** hinzu, mit **-ggdb3** wird alles mögliche unterstützt.	|
|**-g**Level|Level **1** beinhaltet die Beschreibung von Funktionen und externen Variablen, interne Variablen und Zeilennummern fehlen aber. Level **2** ist der eingestellte Defaultwert und bietet die notwendigen Informationen, um Code sinnvoll debuggen zu können. Level **3** enthält zusätzliche Informationen, wie zum Beispiel alle Makrodefinitionen, die im Programm vorhanden sind.	|
|**-I**//dir//	|Zusätzlicher Pfad //dir// zu den Headerdateien (include). Alle mit -I angegebene Verzeichnisse werden von links nach rechts durchgegangen, und zwar vor den default-Verzeichnissen.\\ Das kann auch dafür verwendet werden, um die System-Headers mit eigener Version zu "überschreiben".	|
|**-H**	|Zeigt alle verwendeten Headerdateien (mit Pfad).	|
|**-iquote**//dir//	|Das gleiche wie -I, wirkt aber nur auf die Headers in der Form **#include "file"** (mit **"**-Zeichen), jedoch nicht auf die **#include <file>** (mit eckigen Klammern).	|
|-nostdinc	|Der default INCLUDE-Pfad wird nicht genutzt. (Sinnvoll wenn man den Kernel kompiliert oder ein Programm, dass die Standard C Library nicht verwendet, oder wenn man die Standard C Library selbst übersetzt/baut.)	|
|-L	|Pfad zu den Programmbibliotheken.	|
|**-l**xxx|Bindet zusätzliche Programm-Bibliotheken (Libraries) ein (z.B. **-l**ncurses für //libncurses//).	|
|-o	|Der nachfolgende Name soll als Programmname verwendet werden (Standard: **a.out**).	|
|**-O**X|Optimiert den Quellcode, der Grad der Optimierung (Platzhalter X) kann: **0** (nichts), **1** (Größe und Geschwindigkeit), **2** (Geschwindigkeit), **3** (Geschwindigkeit, aggressiv) oder **s** (Größe) sein.	|
|-march=nativ|Optimiert speziell für den vorhandenen Prozessor und wird auf anderen Architekturen nicht laufen.	|
|-p	|Profiling-Informationen für "prof" (Profiler) erzeugen.	|
|-pg	|**Profiling-Informationen** für "gprof" (Profiler) erzeugen. (Mehr Infos unter [[http://openbook.rheinwerk-verlag.de/c_von_a_bis_z/019_c_zeitroutinen_002.htm]])	|
|-pipe	|Linux-Pipes zum Datenaustausch zwischen Compilerstufen verwenden.	|
|**-W**all|Weist den Compiler an, alle auftretenden Warnungen anzuzeigen.	|
|**-W**extra|Aktiviert noch mehr Warnungen, die vom gcc-Compiler unterstützt werden.	|
|-S	|Weist den Compiler an, den erzeugten Code als Assembler-Quelltext auszugeben.	|
|-ansi	|Erlaubt nur ANSI C-konforme Konstrukte.	|
|-pedantic|Weist auf nicht ISO konforme Statements mit einer Warnung hin (**-pedantic-errors** erzwingt Fehler).	|
|**-W**no-deprecated|Keine Warnings, wenn im Quelltext [[https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Deprecated-Features.html|deprecated features]] vorkommen.	|
|-fpermissive|Wenn einige Arten nicht konformes Codes festgestellt werden, werden diese von Errors zu Warnings heruntergestuft. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass ein nicht konformer Code kompiliert wird.	|
|-fpic¹	|Generiert positionsunabhängigen Code (**p**osition **i**ndependent **c**ode), falls die Zielmaschine das unterstützt. Solcher Code ist geeignet, um in shared Libraries eingesetzt zu werden.	|
|-fPIC¹	|Generiert positionsunabhängigen Code, falls die Zielmaschine das unterstützt, selbst wenn Verzweigungen großen Abstand benötigen.	|
|-fpie², -fPIE²	|Generiert positionsunabhängigen Code (**p**osition **i**ndependent **e**xecutable).	|
|-static|Weist den Linker an, statische Libraries zu verwenden.	|
|-shared|Weist den Linker an, shared Libraries zu verwenden.	|
|-v	|Gibt die Kommandos und Schritte aus, die der Compiler gerade ausführt (Präprozessor, Compiler, Assembler, Linker...).	|

:!: Hinweise:\\ 
¹,² Weitere Infos zu den **PIC** und **PIE** sind hier: [[https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.1/gcc/Code-Gen-Options.html#Code-Gen-Options]]\\ 
¹ Der Unterschied zwischen "-fpic" und "-fPIC" ist unter [[http://stackoverflow.com/questions/3544035/what-is-the-difference-between-fpic-and-fpic-gcc-parameters/3544211]] etwas genauer erklärt.\\ 
² Unter [[http://stackoverflow.com/questions/28119365/what-are-the-differences-comparing-pie-pic-code-and-executable-on-64-bit-x86-pl]] ist der Unterschied zwischen "-fPIC" und "-fPIE" erläutert.\\ 
² Code, der mit "-fpie" / "-fPIE" übersetzt wurde, soll mit "-pie" gelinkt werden (s. Options for Linking: [[https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.1/gcc/Link-Options.html#Link-Options]]).

==== Weitere Optionen ====

=== Paranoid Flags ===

Satz von "Extra-Paranoid Flags":
<code>
-g -O
-Wall -Wextra -Werror
-Weffc++
-pedantic -pedantic-errors
-Waggregate-return
-Wcast-align -Wcast-qual
-Wchar-subscripts
-Wcomment
-Wconversion
-Wdisabled-optimization
-Wfloat-equal
-Wformat -Wformat=2 -Wformat-nonliteral -Wformat-security -Wformat-y2k
-Wimplicit
-Wimport
-Winit-self
-Winline
-Winvalid-pch
-Wunsafe-loop-optimizations
-Wlong-long
-Wmissing-braces -Wmissing-field-initializers -Wmissing-format-attribute -Wmissing-include-dirs -Wmissing-noreturn
-Wpacked
-Wpadded
-Wparentheses
-Wpointer-arith
-Wredundant-decls
-Wreturn-type
-Wsequence-point
-Wshadow
-Wsign-compare
-Wstack-protector
-Wstrict-aliasing -Wstrict-aliasing=2
-Wswitch -Wswitch-default -Wswitch-enum
-Wtrigraphs
-Wuninitialized
-Wunknown-pragmas
-Wunreachable-code -Wunused -Wunused-function -Wunused-label -Wunused-parameter -Wunused-value -Wunused-variable
-Wvariadic-macros
-Wvolatile-register-var
-Wwrite-strings
</code>

=== 32-/64-Bit und Memory-Model (bei Intel-Architektur) ===

Zwei Ausschnitte aus der GCC-Doku:

**32-/64-Bit:**
  
  These '-m' switches are supported in addition to the above on x86-64 processors in 64-bit environments.
  
  -m32
  -m64
  -mx32
  -m16
  -miamcu
  
  Generate code for a 16-bit, 32-bit or 64-bit environment.
  The -m32 option sets int, long, and pointer types to 32 bits, and generates code that runs on any i386 system.
  
  The -m64 option sets int to 32 bits and long and pointer types to 64 bits, and generates code for the x86-64 architecture.
  For Darwin only the -m64 option also turns off the -fno-pic and -mdynamic-no-pic options.
  
  The -mx32 option sets int, long, and pointer types to 32 bits, and generates code for the x86-64 architecture.
  

Example:

32-Bit: <code>gcc -m32 -o exmaple32 example.c</code>

64-Bit: <code>gcc -m64 -o exmaple64 example.c</code>

(same with g++)


**Memory-Model:**
  
  -mcmodel=small
  
    Generate code for the small code model: the program and its symbols must be linked in the lower 2 GB of the address space.
    Pointers are 64 bits. Programs can be statically or dynamically linked. This is the default code model.
  
  -mcmodel=kernel
  
    Generate code for the kernel code model. The kernel runs in the negative 2 GB of the address space.
    This model has to be used for Linux kernel code.
  
  -mcmodel=medium
  
    Generate code for the medium model: the program is linked in the lower 2 GB of the address space.
    Small symbols are also placed there. Symbols with sizes larger than -mlarge-data-threshold are put into large data or BSS sections and can be located above 2GB.
    Programs can be statically or dynamically linked.
  
  -mcmodel=large
  
    Generate code for the large model. This model makes no assumptions about addresses and sizes of sections.
  

Quelle: [[https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-7.1.0/gcc/x86-Options.html]]

==== C/C++ Optionen ====

^Option	^Kommentar	^
|-x c	|Der Quelltext soll als C übersetzt werden.	|
|-x c++	|Der Quelltext soll als C++ übersetzt werden.	|
|-x c++-header	|Der Quelltext soll als C++ übersetzt werden und zwar für die spätere Verwendung als **Precompiled Header** (**.gch**-File).\\ Bei Verwendung der Option "-x c++" (ohne "-header"-Zusatz) wird das gch-File zwar generiert, später aber nicht verwendet.	|
|-std=c++11\\ -std=c++14	|Beim Übersetzen der C++-Quelle den Sprach-Standard C++11 bzw. C++14 verwenden.	|
|-std=c11	|Beim Übersetzen der C-Quelle den Sprach-Standard C11 verwenden.	|


===== Parameter/Linkeroptionen =====

==== Option "-Wl,--subsystem,..." ====

Die Linker-Option **-Wl,--subsystem** hat Einfluss, wie bzw. für welche Zielplattform die Zieldatei gebaut wird.

Ein interessanter Hinweis zum Schalter **-Wl,--subsystem,windows** findet man in der Anleitung **Building Windows DLLs with MinGW** auf folgender Seite (der 3. Treffer):\\ [[http://www.transmissionzero.co.uk/computing/building-dlls-with-mingw/]]\\ Dort steht:\\ //The "-Wl,--subsystem,windows" isn’t really necessary, but it’s just conventional that DLLs have the Windows GUI subsystem specified in their PE header. Also note the "-s" switch is used to strip symbols from the DLL—you’ll probably want to do this only for release builds.//


==== Mischen von statischen und dynamischen Libraries im Link-Vorgang ====

You need link flags **-Wl,-Bstatic** and **-Wl,-Bdynamic** because sometimes you want to force static linking, for example, when the dynamic library with the same name is also present in a search path:

<code bash>
gcc object1.o object2.o -lMyLib2 -Wl,-Bstatic -lMyLib1 -Wl,-Bdynamic -o output
</code>

The above snippet guarantees that the default linking priority of **-l** flag is overridden for **MyLib1**, i.e. even if **MyLib1.dll** is present in the search path, LD will choose **libMyLib1.a** to link against. Notice that for **MyLib2** LD will again prefer the dynamic version.

:!: **NOTE:** If **MyLib2** depends on **MyLib1**, then **MyLib1** is dynamically linked too, regardless of **-Wl,-Bstatic** (i.e. it is ignored in this case). To prevent this you would have to link **MyLib2** statically too.

Quelle: [[http://stackoverflow.com/questions/15852677/static-and-dynamic-shared-linking-with-mingw]]


===== Wichtige Hinweise =====

:!: Der Parameter **-fwritable-strings** wird ab GCC 4.* nicht mehr unterstützt (seit dem 3.4er als depprecated).

Das heißt, in eine Variable, die wie folgt deklariert wurde:

<code c>
char * eineStringVariable = "TextTextText";
</code>

...kann man nicht mehr schreiben. Früher war es durch die Anwendung der Compiler-Direktive "-fwritable-strings" möglich gewesen.

Man ist also gezwungen, die beschreibbaren String-Variablen auf eine der beiden folgenden Weisen zu deklarieren:

<code c>
char eineStringVariable [] = "TextTextText";

// oder so:

char eineStringVariable [] = {"TextTextText"};
</code>

:!: **ldd** zeigt Ihnen, welche Shared Libraries ein ausführbares Programm verwendet. Per Voreinstellung sucht der Loader nur in **/lib** und **/usr/lib**. Die Umgebungsvariable **LD_LIBRARY_PATH** ergänzt diese Suche um weitere (durch Doppelpunkte getrennte) Verzeichnisse.

:!: GCC will **Libs nicht mit Pfaden**, man muss den Lib-Path als Parameter bzw. über LIBRARY_PATH setzen.

:!: GCC will die Libs **ohne Erweiterung**, also nicht "-lodbc32**.lib** -lodbccp32**.lib**" sondern "-lodbc32 -lodbccp32".

:!: GCC will die **Object-Files vor den Libs**, sonst bekommt er die Abhängigkeiten nicht aufgelöst.


===== Environment =====

**LD_LIBRARY_PATH** - Suchpfad für die dynamischen Libraries eines ausführbaren Programms (bzw. einer Library).

:!: GCC ignoriert LIB und LIBPATH, er will **LIBRARY_PATH** gesetzt haben.


===== Vordefinierte Makros (Pre-defined Compiler Macros) =====

^Type		^Macro			^Description	^
|Identification	|%%__GNUC__%%		|	|
|Version	|%%__GNUC__%%		|Version	|
|Version	|%%__GNUC_MINOR__%%	|Revision	|
|Version	|%%__GNUC_PATCHLEVEL__%%|Patch (introduced in version 3.0)	|

Die durch den Compiler selbst gesetzte **Makros** auflisten:

<code bash>
gcc -dM -E -x c nul
</code>

...oder:

<code bash>
gcc -dM -E -x c++ nul
</code>

Auf einigen Maschinen ist der Aufruf:

<code bash>
gcc -dM -E - < /dev/null
</code>

So sieht die Ausgabe aus (hier nur ein kleiner Ausschnitt):

<code>
#define __GCC_ATOMIC_CHAR_LOCK_FREE 2
#define __FLT_EVAL_METHOD__ 0
#define __GCC_ATOMIC_CHAR32_T_LOCK_FREE 2
#define __x86_64 1
#define __UINT_FAST64_MAX__ 18446744073709551615ULL
#define __SIG_ATOMIC_TYPE__ int
#define __DBL_MIN_10_EXP__ (-307)
#define __FINITE_MATH_ONLY__ 0
#define __GNUC_PATCHLEVEL__ 1
#define __UINT_FAST8_MAX__ 255
#define _stdcall __attribute__((__stdcall__))
#define __DEC64_MAX_EXP__ 385
#define __INT8_C(c) c
#define __UINT_LEAST64_MAX__ 18446744073709551615ULL
#define __SHRT_MAX__ 32767
</code>

Hier ist ein Beispiel auf SunOS auf der Sparc-Plattform:

<code bash>
juergen@sunos_sparc:/home/juergen> gcc -dM -E - < /dev/null | grep -i sun
#define __sun 1
#define sun 1
#define __sun__ 1
juergen@sunos_sparc:/home/juergen> gcc -dM -E - < /dev/null | grep -i sparc
#define sparc 1
#define __sparc__ 1
#define __sparcv8 1
#define __sparc 1
juergen@sunos_sparc:/home/juergen>
</code>


Weitere Infos auf:
  * Allgemein: [[https://sourceforge.net/p/predef/wiki/Compilers/]]
  * Speziell für GCC: [[https://gcc.gnu.org/onlinedocs/cpp/Predefined-Macros.html]]
  * [[http://stackoverflow.com/questions/2224334/gcc-dump-preprocessor-defines]]

===== GCC Komponenten/Tools =====

^Komponente	^Kommentar	^
|gcc	|	|
|g++	|	|

FIXME

Aus der GCC-Doku:\\ :!: //Also if you use g++ to link the object files it automatically links in the std C++ libraries (gcc does not do this).//

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Stand: 08.06.2018 - **in Arbeit**

EOF