探究Linux环境下的新特性：GCC 6.0版本 (linux gcc6.0)
近些年来，开源软件在IT行业的应用与发展越来越受到关注。而GCC作为一款开源编程语言编译器，是开发者必不可少的工具之一。2023年4月份，GCC编译器在6.0版本中引入了许多新的特性，其中最突出的特点是更为丰富的C++11与C++14支持，这为开发人员带来了更加灵活的开发方式。那么，GCC 6.0版本带来的这些新特性，有哪些值得我们深入学习探究的呢？
1. 增强了对C++11的支持
2023年发布的C++11标准，为C++的升级带来了数量繁多的新特性。GCC 6.0版本在这方面的支持非常全面。例如，在lambda表达式支持中，GCC 6.0版本开始支持关闭捕获，这在之前的版本中是不支持的。同时，GCC 6.0版本还支持extern模板、成员模板和强制模板实例化。此外，GCC 6.0版本还将尝试支持C++标准库中的硬件通道随机数生成器。这些新的特性帮助C++编程者更好地利用C++11带来的便利性与灵活性。
2. 加速编译速度
在6.0版本中，GCC中引入了名为“Profile Guided Optimization”（PGO）的新特性。PGO技术的基本原理是通过对程序生成的Profile信息进行拟合分析，来优化程序。通过对程序的整体兼容性、程序热点的优化等，以达到加速程序运行的效果。GCC 6.0版本中加入了PGO，可以在编译阶段进行程序Profile信息的提取和分析，再通过一些算法和优化，来尽可能减少程序运行的时间和空间。同时，GCC 6.0版本还提供了代码克隆检测和优化，将识别至少两个循环的重复代码，以改善代码的空间利用率。这些新特性提升了GCC编译器的效率，帮助开发者减少开发周期，提升开发效率与质量。
3. 更高效的优化
GCC编译器在这一点上的优化同样值得深入探究。 在CGO（Compiler Generated Checksum Database Optimization）方面，GCC 6.0版本又添加了一些新特性。通过一个检测和储存文件的Checksum数据库，GCC可以在编译时自动识别其在其他时间段已经编译的文件，从而尽量避免重复编译。此外，在过去的版本中，GCC编译器进行函数调用时，往往使用的是传统的C调用帧和栈手动分配方式，而GCC 6.0版本引入的一个特性是使用的基于寄存器参数传递的新机制。这种机制支持将函数参数直接传递到寄存器中，可以前后减少函数调用的代码，提升程序的整体效率。
GCC 6.0版本在C++11与C++14的支持、编译速度的提升、代码优化等方面带来了许多新特性，这些新特性都可以帮助开发者减少编程时间，并提升编码质量和程序运行效率。同时，GCC编译器的这些进步为Linux下的系统开发与程序员带来了更高效、便捷的开发方式。在学习使用这些新特性的同时，开发者也要积极学习相关的源代码和编程思想，以更好的了解编译器的内部实现。只有在充分理解编译器的基础上，才能充分发挥GCC 6.0版本的优势，将其用于更多精妙的程序设计之中。
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Linux下gcc编译介绍
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%。
Gcc编译器能将C、C++语言源程序、汇程式化序和目标程序编译、连接成可执行文件，如果没有给出可执行文件的名字，gcc将生成一个名为a.out的文件。在Linux系统中，可执行文件没有统一的后缀，系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。而gcc则通过后缀来区别输入文件的类别，下面我们来介绍gcc所遵循的部分约定规则。
.c为后缀的文件，C语言源代码文件；
.a为后缀的文件，是由目标文件构成的档案库文件；
.C，.cc或.cxx 为后缀的文件，是C++源代码文件；
.h为后缀的文件，是程序所包含的头文件；
.i 为后缀的文件，是已经预处理过的C源代码文件；
.ii为后缀的文件，是已经预处理过的C++源代码文件；
.m为后缀的文件，是Objective-C源代码文件；
.o为后缀的文件，是编译后的目标文件；
.s为后缀的文件，是汇编语言源代码文件；
.S为后缀的文件，是经过预编译的汇编语言源代码文件。
Gcc的执行过程
虽然我们称Gcc是C语言的编译器，但使用gcc由C语言源代码文件生成可执行文件的过程不仅仅是编译的过程，而是要经历四个相互关联的步骤∶预处理(也称预编译，Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。
命令gcc首先调用cpp进行预处理，在预处理过程中，对源代码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析。接着调用cc1进行编译，这个阶段根据输入文件生成以.o为后缀的目标文件。汇编过程是针对汇编语言的步骤，调用as进行工作，一般来讲，.S为后缀的汇编语言源代码文件和汇编、.s为后缀的汇编语滑空液言文件经过预编译亏正和汇编之后都生成以.o为后缀的目标文件。当所有的目标文件都生成之后，gcc就调用ld来完成最后的关键性工作，这个阶段就是连接。在连接阶段，所有的目标文件被安排在可执行程序中的恰当的位置，同时，该程序所调用到的库函数也从各自所在的档案库中连到合适的地方。
Gcc的基本用法和选项
在使用Gcc编译器的时候，我们必须给出一系列必要的调用参数和文件名称。Gcc编译器的调用参数大约有100多个，其中多数参数我们可能根本就用不到，这里只介绍其中最基本、最常用的参数。
Gcc最基本的用法是∶gcc
其中options就是编译器所需要的参数，filenames给出相关的文件名称。
-c，只编译，不连接成为可执行文件，编译器只是由输入的.c等源代码文件生成.o为后缀的目标文件，通常用于编译不包含主程序的子程序文件。
-o output_filename，确定输出文件的名称为output_filename，同时这个名称不能和源文件同名。如果不给出这个选项，gcc就给出预设的可执行文件a.out。
-g，产生符号调试工具(GNU的gdb)所必要的符号资讯，要想对源代码进行调试，我们就必须加入这个选项。
-O，对程序进行优化编译、连接，采用这个选项，整个源代码会在编译、连接过程中进行优化处理，这样产生的可执行文件的执行效率可以提高，但是，编译、连接的速度就相应地要慢一些。
-O2，比-O更好的优化编译、连接，当然整个编译、连接过程会更慢。
-Idirname，将dirname所指出的目录加入到程序头文件目录列表中，是在预编译过程中使用的参数。C程序中的头文件包含两种情况∶
A)#include
B)#include “myinc.h”
其中，A类使用尖括号()，B类使用双引号(“ ”)。对于信物A类，预处理程序cpp在系统预设包含文件目录(如/usr/include)中搜寻相应的文件，而对于B类，cpp在当前目录中搜寻头文件，这个选项的作用是告诉cpp，如果在当前目录中没有找到需要的文件，就到指定的dirname目录中去寻找。在程序设计中，如果我们需要的这种包含文件分别分布在不同的目录中，就需要逐个使用-I选项给出搜索路径。
-Ldirname，将dirname所指出的目录加入到程序函数档案库文件的目录列表中，是在连接过程中使用的参数。在预设状态下，连接程序ld在系统的预设路径中(如/usr/lib)寻找所需要的档案库文件，这个选项告诉连接程序，首先到-L指定的目录中去寻找，然后到系统预设路径中寻找，如果函数库存放在多个目录下，就需要依次使用这个选项，给出相应的存放目录。
-lname，在连接时，装载名字为“libname.a”的函数库，该函数库位于系统预设的目录或者由-L选项确定的目录下。例如，-lm表示连接名为“libm.a”的数学函数库。
上面我们简要介绍了gcc编译器最常用的功能和主要参数选项，更为详尽的资料可以参看Linux系统的联机帮助。
假定我们有一个程序名为test.c的C语言源代码文件，要生成一个可执行文件，最简单的办法就是∶
gcc test.c
这时，预编译、编译连接一次完成，生成一个系统预设的名为a.out的可执行文件，对于稍为复杂的情况，比如有多个源代码文件、需要连接档案库或者有其他比较特别的要求，就要给定适当的调用选项参数。再看一个简单的例子。
整个源代码程序由两个文件testmain.c 和testsub.c组成，程序中使用了系统提供的数学库，同时希望给出的可执行文件为test，这时的编译命令可以是∶
gcc testmain.c testsub.c □lm □o test
其中，-lm表示连接系统的数学库libm.a。
Gcc的错误类型及对策
Gcc编译器如果发现源程序中有错误，就无法继续进行，也无法生成最终的可执行文件。为了便于修改，gcc给出错误资讯，我们必须对这些错误资讯逐个进行分析、处理，并修改相应的语言，才能保证源代码的正确编译连接。gcc给出的错误资讯一般可以分为四大类，下面我们分别讨论其产生的原因和对策。
之一类∶C语法错误
错误资讯∶文件source.c中第n行有语法错误(syntex errror)。这种类型的错误，一般都是C语言的语法错误，应该仔细检查源代码文件中第n行及该行之前的程序，有时也需要对该文件所包含的头文件进行检查。有些情况下，一个很简单的语法错误，gcc会给出一大堆错误，我们最主要的是要保持清醒的头脑，不要被其吓倒，必要的时候再参考一下C语言的基本教材。
第二类∶头文件错误
错误资讯∶找不到头文件head.h(Can not find include file head.h)。这类错误是源代码文件中的包含头文件有问题，可能的原因有头文件名错误、指定的头文件所在目录名错误等，也可能是错误地使用了双引号和尖括号。
第三类∶档案库错误
错误资讯∶连接程序找不到所需的函数库，例如∶
ld: -lm: No such file or directory
这类错误是与目标文件相连接的函数库有错误，可能的原因是函数库名错误、指定的函数库所在目录名称错误等，检查的方法是使用find命令在可能的目录中寻找相应的函数库名，确定档案库及目录的名称并修改程序中及编译选项中的名称。
第四类∶未定义符号
错误资讯∶有未定义的符号(Undefined symbol)。这类错误是在连接过程中出现的，可能有两种原因∶一是使用者自己定义的函数或者全局变量所在源代码文件，没有被编译、连接，或者干脆还没有定义，这需要使用者根据实际情况修改源程序，给出全局变量或者函数的定义体；二是未定义的符号是一个标准的库函数，在源程序中使用了该库函数，而连接过程中还没有给定相应的函数库的名称，或者是该档案库的目录名称有问题，这时需要使用档案库维护命令ar检查我们需要的库函数到底位于哪一个函数库中，确定之后，修改gcc连接选项中的-l和-L项。
排除编译、连接过程中的错误，应该说这只是程序设计中最简单、最基本的一个步骤，可以说只是开了个头。这个过程中的错误，只是我们在使用C语言描述一个算法中所产生的错误，是比较容易排除的。我们写一个程序，到编译、连接通过为止，应该说刚刚开始，程序在运行过程中所出现的问题，是算法设计有问题，说得更玄点是对问题的认识和理解不够，还需要更加深入地测试、调试和修改。一个程序，稍为复杂的程序，往往要经过多次的编译、连接和测试、修改。下面我们学习的程序维护、调试工具和版本维护就是在程序调试、测试过程中使用的，用来解决调测阶段所出现的问题。窗体顶端
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