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C语言编译器之一，GCC

C语言作为高级语言，用其编写的程序指令机器并不能识别，因此需要有一个编译器将其转换为机器可识别的二进制指令。C语言已经出现50多年的时间，其相关的编译器种类众多，从最早先的turbo c系列编译器，到大名鼎鼎的gcc，还有基于LLVM的clang，各有优劣，而且在多个平台（如windows、Linux、MAC）上都广泛使用。同时由于Windows的强势存在，其自家的Visual C/C++编译器也有不少的应用。

一般C语言程序是在PC上编写，并将其编译成可执行文件，最终放到电脑或设备上去执行。

现在主流PC的CPU架构+操作系统组合有多种，其编译生成的可执行程序可能在不同的架构下执行，因此对于同一类编译器，可能需要针对CPU架构和系统组合也要有相应的版本。

注：苹果自研的ARM架构CPU M1将会在2022年用于最新的MAC pro笔记本中。

编译程序一般分为两种情况（如下举例）：

A、 在X86+Windows系统下编译C程序，可以直接在X86+Windows系统的PC上直接执行；

B、 在X86+Windows系统下需要x86-Arm交叉编译器编译C程序，才能在ARM平台设备上执行；

因此需要根据开发编译平台与目标运行平台选择编译器类别，而有些IDE集成了官方对应的C编译，安装就可以使用，如：

1、对于Visual C/C++编译器，集成开发环境Visual Studio也集成了Visual C/C++编译器，安装Visual Studio后，即可IDE中编辑/编译C程序；

2、对于ARM(R/M系列)和8051系列，集成开发环境（IDE）中可能已经集成了交叉编译器环境，如MDK KEIL中已经集成了ARMCC交叉编译器，安装MDK后，就可以在IDE中编辑/编译C程序。

C编译器很多，以下分别介绍当前主流的几个C编译器！首先是大名鼎鼎的GCC编译器。

一、GCC编译器

GCC是（GNU Compiler Collection）的缩写，是由GNU开发的编程语言译器。最初是为C语言而编写，后面陆陆续续扩充了C++、 Objective-C、 Fortran、Java、Ada和Go语言，也包括了这些语言的库（如libstdc++，libgcj等），因此GCC是GNU编译器套件。

Gcc编译器镜像在其官方FTP服务器上可以下载，目前最新版本为gcc-11.2.0。

1、 gcc for ARM

当今移动端手机处理器基本上是基于ARM架构，而许多智能设备或物联网设备内置芯片的CPU内核也是基于ARM，因此，ARM公司也不断更新维护针对ARM架构的交叉c编译器。

ARM从1985年设计的ARMv1芯片，到现在ARMv9，已经有30几年的历史，各个架构典型的处理器版本如下表所示：

目前广泛使用的是ARMv7、ARMv8；ARMv7在智能设备芯片、微处理器MCU上应用比较多，比如NXP推出的IM6ULL采用ARM Cortex-A7，ST推出的STM32F4采用ARM Cortex-M4内核；而目前流行的手机处理器，基本都是ARMv8架构中的Cortex-A系列中，比如现在华为P50系列的麒麟9000处理器就是采用ARM Cortex-A77，小米11系列的骁龙888处理器采用ARM Cortex-A78，因此，理论上骁龙888比麒麟9000处理器会强一些。

ARMv9架构是ARM今年刚推出的全新的下一代架构，首款基于Armv9架构的大核CPU Arm Cortex-A710以及首款高效率小核Arm Cortex-A510的手机，估计明年会到来。

ARMv8的架构继承以往ARMv7与之前处理器技术的基础，除了现有的16/32bit的Thumb2指令支持外，也向前兼容和扩充了现有A32(ARM 32bit)指令集的AArch32架构 ，新增了基于64bit的AArch64架构；

A、 基于32位Arm Cortex-A, Arm Cortex-M, and Arm Cortex-R处理器的GCC交叉编译工具链（基本上ARMv7架构下使用），ARM开发者网站提供了下载，包含Windows, Linux, Mac OS X操作系统平台，目前最新版本为10.3-2021.07，下载地址：

https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads

A、 基于AArch32（扩充版32位）与AArch64（新增64位）的交叉编译器（ARMv8架构下），ARM开发者网站提供了下载，包含Windows, Linux, Mac OS X操作系统平台，目前最新版本为10.3-2021.07，下载地址：

https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-a/downloads

2、 Linux下gcc编译器

Linux一般自带gcc编译器，可以通过gcc –v查看其版本号，如下图：

从打印信息中 “Target:x86-64-linux-gnu”，可以看出默认的gcc编译器是针对x86架构的，因此编译得出的可执行文件只能在x86架构下执行；而一般情况是在Linux下开发编译C程序，然后在ARM下执行，因此需要安装交叉编译C编译器。

在ARM官网上可以下载最新版本，或芯片厂家会提供对应修改过的版本，同时有些第三方组织提供修改过的编译器版本，如Linaro GCC编译器，下载地址为：

https://snapshots.linaro.org/components/toolchain/

按以上4个步骤下载gcc-linaro-4.9.4-2017.01- x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar版本编译器，并上传至ubuntu系统中，拷贝到目录/usr/local/arm中对交叉编译工具进行解压，解压命令如下：sudo tar –vxf gcc-linaro-4.9.4-2017.01- x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar,解压完成会生成一个名为gcc-linaro-4.9.4-2017.01- x86_64_arm-linux-gnueabihf的文件夹就是交叉编译工具链。

然后修改环境变量，执行sudo vi /etc/profile命令打开/etc/profile文件，在文件末尾添加PATH路径，这样交叉编译工具链就安装成功。

最后执行命令sudo apt-get install lsb-core lib32stdc++6安装标准C库， 然后读取版本号验证工具链安装正确。

3、 Windows下的gcc编译器

3.1、MinGW-w64编译器

MinGW-w64编译器是gcc编译器的Windows版本，MinGW 的全称是：Minimalist GNU on Windows，它也是一个可自由使用和自由发布的Windows特定头文件和使用GNU工具集导入库的集合，它使用 Windows 的C语言运行库，可以将C源码编译成可在Windows下执行。

进入MinGW-w64下载最新版本的编译器：

http://www.mingw-w64.org/doku.php

当前最新版本为V.9.0.0，点击Downloads下载，进入下载页面；MinGW-w64 的代码和可执行文件被托管存储在 SourceForge 上，如下链接地址：

https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/mingw-w64/mingw-w64-release/

往下拉找到可执行文件MinGW-W64-install.exe，下载直接双击安装，不用去编译源代码。

需要连接网络在线安装mingw-w64-install.exe，在进行版本和主机架构选择后就会自动下载mingw组件。

组件下载完成后，在bin目录下包含了各种工具，如：gcc.exe，g++.exe，gdb.exe，将bin文件夹路径添加到系统环境变量PATH中，至此，mingw安装完成。

验证mingw编译功能。

3.2、集成开发环境（IDE）

以上使用mingw编译C语言采用的是命令行的形式，对于学习C语言来说是非常清晰的，但是开发项目时C文件数量众多，一个个编译显得不现实，因此需要编写makefile来统一编译管理，这样就回到了Linux下的C语言编程，体现不出Windows桌面系统的优势，因此在Windows下，许多集成开发环境（IDE）集成了MinGW编译器，PC应用开发的工具有QT，Code::Blocks，Dev C++ ，C-Free等，嵌入式开发的工具有MDK（KEIL），IAR等。

3.2.1、QT

QT是一个跨平台的开发环境，WINDOWS/LINUX/MAC下都可以用，同一套代码分别在三个平台下编译就可生成各个平台的应用程序，其下载的官方网站如下：

https://download.qt.io/archive/qt/；

目前最新版本为6.1，选择一个合适版本下载安装，QT在安装时可以选择配套的MinGW版本，这样编写C/C++项目工程时，一键编译就很方便。

3.2.2、Code::Blocks

Blocks是一个免费的C/ c++和Fortran IDE，IDE集成了MinGW编译器，官方下载地址如下：https://www.codeblocks.org/downloads/。

下载后直接安装即可。

3.2.3、Dev-C++

devc ++是一个免费的Windows集成开发程序，内嵌 GCC 编译器（GCC 编译器的 Windows 移植版，也就是MinGW），是 NOI、NOIP 等比赛的指定工具。Dev C++ 的优点是体积小（只有几十兆）、安装卸载方便、学习成本低，缺点是调试功能弱。

下载地址：https://sourceforge.net/projects/orwelldevcpp/或https://bloodshed-dev-c.en.softonic.com/

Dev C++ 下载完成后会得到一个安装包（.exe 程序），双击该文件即可开始安装。

3.2.4、C-Free

C-Free是一款集成开发环境（IDE），支持多种编译器的专业化C/C++，使用者可以轻松地编辑、编译、连接、运行、调试C/C++程序。Visual Studio的很庞大臃肿，而C-Free整个软件才14M，非常轻巧，安装简单，可以自由切换编译器。C-Free最新版本是5.0，注册需要80RMB，可以免费试用30天，过期不注册将无法使用。C-Free也提供了永久免费版，可以无限使用，版本号为4.0。

官方下载地址：https://c-free.soft32.com/

C-Free可配置MinGW 2.95/3.x/4.x/5.0编译器。

3.2.5、Keil

在基于Cortex-M或8051系列MCU的嵌入式开发中，许多优秀的IDE也都集成了交叉编译工具，如源自德国Keil公司，开发几个分别用于ARM系列、8051系列的集成IDE，内部集成了编译器（ARMCC、Keil C），这些编译器就是集成的交叉编译器，就是在windows下编译，生成的可执行程序在ARM或51内核执行。

官方下载地址：https://www.keil.com/download/product/

3.2.6、IAR Embedded Workbench

总部在北欧的瑞典的IAR公司的集成开发环境IAR Embedded Workbench，也是专用于Cortex-M或8051系列MCU的嵌入式开发。IAR也是集成了IAR C/ C++编译器。

官方下载地址：https://www.iar.com/products/#/search

IAR工具有免费30天的试用期，如果自己学习使用，可以破解。

4、 Mac下的gcc编译器

Mac OS X 10.4版本前，Mac也是采用gcc编译器编译Object-C，Mac OS X 10.5版本之后，LLVM-Clang编译器开始逐渐替代GCC编译器成为Mac的主要编译器,因此，后续gcc等工具默认不再Mac OS X系统中安装，而有时在MAC OS X下编译开源软件项目可能需要gcc编译器，因此以下提供几个常用的gcc安装方法（总结于其它博主的安装方法）。

4.1、命令行工具

命令行工具作为XCODE IDE的可选软件包，也就是Command Line Tools，为mac终端用户提供了许多常用的工具，如实用程序和编译器，包括svn，git，make，GCC，clang，perl，size，strip，strings，libtool，cpp，what等，因此安装了Command Line Tools，就包含了GCC编译器软件，有几个方式安装Command Line Tools。

4.1.1、通过XCODE安装

安装XCODE后，默认不安装Command Line Tools，但是可以通过菜单可视化安装命令行工具，如下图所示：

4.1.2、通过Command Line Tools安装包

XCODE软件很大，有几十G空间，因此可以选择下载 Command Line Tools安装包安装，前提是有APPLE开发者账号，登录开发者网站下载xx.mpkg安装包https://developer.apple.com/cn/，

4.1.3、通过xcode-select –install命令安装

命令xcode-select是一个在多个命令行工具目录之间切换的实用程序，如下相关命令选项：

A、 xcode-select [-help] ；查看帮助

B、 xcode-select [-switch xcode_folder_path] ；切换xcode版本

C、 xcode-select [-print-path] ；查看当前版本xcode路径

D、 xcode-select [-version] ；查看xcode版本

E、 xcode-select [–install] ;安装xcode工具

通过xcode-select –install命令安装方法如下：

4.2、通过brew包管理工具安装

a、安装包管理工具，terminal终端执行如下指令（国内安装源），安装home brew:

安装完整版：

/bin/zsh -c \”$(curl -fsSL https://gitee.com/cunkai/HomebrewCN/raw/master/Homebrew.sh)\”

安装简化版：

卸载脚本：

安装错误查询地址：

https://gitee.com/cunkai/HomebrewCN/blob/master/error.md

b、执行指令brew install gcc安装gcc。

c、执行gcc –v查看版本

发现gcc执行时映射到clang，因此后续调用gcc需要带上版本号，如gcc-10 –v；编译程序也一样：gcc-10 main.cpp -o mainApp -lstdc++。

4.3、通过gcc安装包安装

a、到gcc托管网站sourceforge上下载所需的gcc版本，如下网站：

https://sourceforge.net/projects/hpc/files/hpc/gcc/；

b、打开terminal终端，进入gcc-9.2-bin.tar.gz压缩包所在的目录，然后执行解压：

c、添加环境变量，打开配置文件touch ~/.bash_profile，添加PATH路径：

d、激活配置：source ~/.bash_profile，然后gcc –version查看版本信息：

运行C程序的步骤和方法

计算机不能直接识别和执行用高级语言写的指令，必须用编译程序把C源程序翻译成二进制形式的目标程序，然后再将该目标程序与系统的函数库以及其他目标程序连接起来，形成可执行的目标程序。

在编好一个C源程序后，怎样上机进行编译和运行呢？一般要经过以下几个步骤：

（1）上机输入和编辑源程序。通过键盘向计算机输入程序，如发现有错误，要及时改正。最后将此源程序以文件形式存放在自己指定的文件夹内，文件用.c作为后缀，生成源程序文件，如f.c

(2)对源程序进行编译，先用C编译系统提供的“预处理器”对程序中的预处理指令进行编译预处理。例如，对于#include<stdio.h>指令来说，就是将stdio.h头文件的内容读进来，取代#include<stdio.h>行。由预处理得到的信息和程序其他部分一起，组成一个完整的，可以用来进行正式编译的源程序，然后由编译系统对该源程序进行编译。

编译的作用首先是对源程序进行检查，判断它有无语法方面的错误，如有，则发出“出错信息”，告诉编程人员认真检查改正。修正程序后重新进行编译，如有错，再发出“出错信息”。如此反复进行，直到没有语法错误为止。这时，编译程序自动把源程序转换为二进制形式的目标程序，如果不特别指定，此目标程序一般也存放在用户当前目录下，此时源文件没有消失。

在用编译系统对源程序进行编译时，自动包括了预编译和正式编译两个阶段，一气呵成。用户不必分别发出二次指令。

（3）进行连接处理。经过编译所得到的二进制目标文件（后缀为.obj）还不能供计算机直接执行。前面也说明：一个程序可能包含若干个源程序文件，而编译是以源程序文件为对象的，一次编译只能得到与一个源程序文件相对于的目标文件，它只是整个程序的一部分，必须把所有的编译后得到的目标模块连接装配起来，再与函数库相连接成一个整体，生成一个可供计算机执行的目标程序，称为可执行程序，在Visual C++中其后缀为.exe，如f.exe。

即使一个程序只包含一个源程序文件，编译后得到的目标程序也不能直接运行，也要经过连接阶段，因为要与函数库进行连接，才能生成可执行程序。

以上连接的工作是由一个称为“连接编辑程序”的软件来实现的。

（4）运行可执行程序，得到运行结果。

以上过程如图所示，其中实线表示操作流程，虚线表示文件的输入输出。例如编辑后得到一个源程序文件f.c，然后在进行编译时再将源程序文件f.c输入，经过编译得到目标程序文件f.obj，再将所有目标模板输入计算机，与系统提供的库函数等进行连接，得到可执行的目标程序f.exe，最后把f.exe输入计算机，并使之运行得到结果。

一个程序从编写到运行成功，并不是一次成功的，往往要经过多次反复。编写好的程序并不一定能保证正确无误，除了用人工方式检查外，还须借助编译系统来检查有无语法错误。从图中可以看到：如果在编译过程中发现错误，应当重新检查源程序，找出问题，修改源程序，并重新编译，直到无错为止。有时编译过程未发现错误，能生成可执行程序，但是运行的结果不正确。一般情况下，这不是语法方面的错误，而可能是程序逻辑方面的错误，例如计算公式不正确、赋值不正确等，应当返回检查源程序，并改正错误。

为了编译、连接和运行C程序，必须要有相应的编译系统。目前使用的很多C编译系统都是集成环境（IDE）的，把程序的编辑、编译、连接和运行等操作全部集中在一个界面上进行，功能丰富，使用方便，直观易用。

写出源程序后可以用任何一种编译系统对程序进行编译和连接工作，只要用户感到方便、有效即可。20世纪90年代，Turbo C 2.0用得比较多，但Turbo C 2.0是用于DOS环境的，在进入Turbo C集成环境后，不能用鼠标进行操作，主要通过键盘选择菜单，不大方便。有的人改用Turbo C++ 3.0，它具有方便、直观和易用的界面，虽然它也是DOS环境下的集成环境，但可以用鼠标操作菜单，因此在Windows环境下使用也很方便。近年来，不少人用Visual C++对C程序进行编译。Visual C++ 6.0既可以对C++程序进行编译，也可以对C程序进行编译。

不应当只会使用一种编译系统，无论用哪一种编译系统，都应当能举一反三，在需要时会用其他编译系统进行工作。

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本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com