Centos升级GCC

升级GCC

第一步，下载你需要的gcc源码，https://mirror.sergal.org/gnu/gcc/ 到这个地址去找就可以了。这里我们假设安装的是gcc-5.5.0.tar.gz。国内源为 https://mirrors.ustc.edu.cn/gnu/gcc/

第二步，tar -xzvf gcc-5.5.0.tar.gz然后cd gcc-5.5.0

第三步，找到./contrib/download_prerequisites文件，这里面放着所需的依赖，由于是国内的网站可能会在线安装不了(如果在线安装成功，直接进入第四步)，这里讲下手动安装，其实就是三个依赖gmp-4.3.2.tar.gz，mpfr-3.1.4.tar.bz2，mpc-1.0.1.tar.gz，不同版本的gcc可能需要不同的版的，如果出现错误，根据错误提示更换需要的版本即可，这三个依赖最好按照顺序安装，因为它们之间也是有依赖关系的。

安装gmp-4.3.2.tar.gz，到这里找你要的版本http://ftp.gnu.org/pub/gnu/gmp/，然后解压`tar -xzvf gmp-4.3.2.tar.gz，然后进入目录cd gmp-4.3.2，再依次执行./configure —prefix=/data4/zhaodali/usr && make -j 8 && make install`
安装`mpfr-3.1.4.tar.bz2，到这里找你要的版本https://www.mpfr.org/history.html，然后解压`tar -jxvf mpfr-3.1.4.tar.bz2，然后进入目录cd mpfr-3.1.4，再依次执行./configure —prefix=/data4/zhaodali/usr && make -j 8&& make install`
安装mpc-1.0.1.tar.gz，到这里找你要的版本http://ftp.gnu.org/gnu/mpc/ 或者 https://gcc.gnu.org/pub/gcc/infrastructure/，然后解压`tar -xzvf mpc-1.0.1.tar.gz，然后进入目录cd mpc-1.0.1，再依次执行./configure —prefix=/data4/zhaodali/usr && make -j 8 && make install`

需要注意的是，这里安装的时候是没有sudo权限的，所以将这些都安装到了/data4/zhaodali/usr目录下面。

另外，解压tar.gz命令是tar -zxvf xx.tar.gz；解压tar.bz2的命令是tar -jxvf xx.tar.bz2

接着，编译和安装gcc

cd gcc-5.5.0/../
mkdir objdir
cd objdir
$PWD/../gcc-5.5.0/configure --prefix=/data4/zhaodali/usr/GCC-5.5.0 --enable-languages=c,c++,fortran,go
make -j 16
make install

最后，给当前用户添加环境变量：

1
2
3

export PATH=/data4/zhaodali/usr/GCC-5.5.0/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/data4/zhaodali/usr/GCC-5.5.0/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/data4/zhaodali/usr/GCC-5.5.0/lib64:$LD_LIBRARY_PATH

GCC与-std编译标准

C 语言为例，发展至今该编程语言已经迭代了诸多个版本，例如 C89（偶尔又称为 C90）、C94（C89 的修订版）、C99、C11、C17，以及当下正在开发的 C2X 新标准。甚至于在这些标准的基础上，GCC 编译器本身还对 C 语言的语法进行了扩展，先后产生了 GNU90、GNU99、GNU11 以及 GNU17 这 4 个版本。

有趣的是，GCC 编译器对 C 语言的很多扩展，往往会被 C 语言标准委员会所采纳，并添加到新的 C 语言标准中。例如，GNU90 中对 C 语言的一些扩展，就融入到了新的 C99 标准中；GNU90、GNU99 中对 C 语言的一些扩展，被融入到了新的 C11 标准中。

C++ 语言的发展也历经了很多个版本，包括 C++98、C++03（C++98 的修订版）、C++11（有时又称为 C++0x）、C++14、C++17，以及即将要发布的 C++20 新标准。和 C 语言类似，GCC 编译器本身也对不同的 C++ 标准做了相应的扩展，比如 GNU++98、GNU++11、GNU++14、GNU++17。

不同版本的 GCC 编译器，默认使用的标准版本也不尽相同。以当前最新的 GCC 10.1.0 版本为例，默认情况下 GCC 编译器会以 GNU11 标准（C11 标准的扩展版）编译 C 语言程序，以 GNU++14 标准（C++14 标准的扩展版）编译 C++ 程序。关于这可以在 GCC 手册中查找。

对于编译 C、C++ 程序来说，借助 -std 选项即可手动控制 GCC 编译程序时所使用的编译标准。也就是说，当使用 gcc 指令编译 C 语言程序时，我们可以借助 -std 选项指定要使用的编译标准；同样，当使用 g++ 指令编译 C++ 程序时，也可以借助 -std 选项指定要使用的编译标准。

1	gcc/g++ -std=编译标准

注意，不同版本的 GCC 编译器，所支持使用的 C/C++ 编译标准也是不同的。

下表罗列了常用的 GCC 版本对 C 语言编译标准的支持程度。

注意，表头表示的是各个编译标准的名称，而表格内部的则为 -std 可用的值，例如 -std=c89、-std=c11、-std=gnu90 等（表 2 也是如此）。

下表罗列了常用的 GCC 版本对 C++ 程序编译标准的支持程度。

上面两个表中，有些版本对应的同一编译标准有 2 种表示方式，例如对于 8.4~10.1 版本的 GCC 编译器来说，-std=c89 和 -std=c90 是一样的，使用的都是 C89/C90 标准。另外，GCC 编译器还有其他版本，读者可查阅 GCC文档获得相关信息。

GCC与clang

编译器一般构成

传统的编译器通常分为三个部分，前端(frontEnd)，优化器(Optimizer)和后端(backEnd)。

前端解析源码，检查错误，然后编译成指定语言的抽象语法树（Abstract Syntax Tree）。可以选择性地将 AST 转换为新的中间码以进行优化，优化器和后端生成机器码。

优化器负责做各种转化尝试提高代码的执行效率，如消除冗余的计算，优化器通常或多或少地独立于语言和目标机器。后端（也叫代码生成器）负责将代码映射到目标指令集。除了生成正确的代码，它还负责利用目标架构的特殊功能生成性能更好的代码。编译器后端的通用功能包括指令选择、寄存器分配和指令调度。

该模型同样适用于解释器和JIT 编译器。Java 虚拟机（JVM）也是实践了该模型，它使用Java 字节码作为前端和优化器之间的接口。

该设计的优点

当编译器决定支持多语言或多目标架构时，这种经典设计的优势就很明显了。如果编译器在优化时使用一种通用的中间码，那么前端可以用任意的可编译语言编写，且后端可以编译成任何目标机器码。如下图所示。

GCC

GCC（GNU Compiler Collection，GNU编译器套装），是一套由 GNU 开发的编程语言编译器。GCC 原名为 GNU C 语言编译器，因为它原本只能处理 C语言。GCC 快速演进，变得可处理 C++、Fortran、Pascal、Objective-C、Java, 以及 Ada 等他语言。

GCC缺点：GCC的三段式模块必须配套使用，很难做到部分重用。

LLVM

LLVM的提出是为了解决编译器代码重用的问题。LLVM是三段式编译器优化器+后端的SDK集合，提供了一系列对外接口供开发者调用

（1）前端：支持各种组件的前端（Clang、llvm-gcc、GHC），需要遵守LLVM的规则，输出中间代码LLVM IR

（2）优化器：LLVM IR通过一系列分析和优化从而改进代码，然后输入代码生成器生成目标机器码

（3）后端：将优化器优化后的中间代码转换为目标机器的代码

Clang

Clang是一个C、C++、Objective-C和Objective-C++编程语言的编译器前端，底层是由LLVM作为后端。
Clang项目包括Clang前端和Clang静态分析器等，目的是输出代码对应的抽象语法树并将代码编译成LLVM bitcode。接着后端使用LLVM编译成平台相关的机器语言

LLVM/Clang/GCC之间的关系

Clang + LLVM = GCC
开源软件——众所周知，GCC 和 Clang 都是免费的开源软件。但是他们的许可授权很不一样。GCC 是参照 GPL（GNU 公共许可证）授权的，而 Clang/LLVM 是 Apache 许可授权的。比较 GCC 和 Clang 的许可授权，最专业的是律师。
支持平台—— GCC 和 Clang 都支持几乎所有的平台。Clang/LLVM 可在 Windows 本机上进行编译，而 GCC 则需要 MinGW 这样的子系统，才能与 Windows 兼容。这样比较 Clang 和 GCC 是不公平的，因为 GCC 没有在本地支持Windows 的计划。
代码复杂度—— GCC 是一个非常复杂的软件，有超过 1500 万行代码，耦合很重，很难小粒度复用代码。尽管其前/后端定义清晰明了，但软件在本质上更为单一。对比 GCC，Clang 更多的是模块化架构，将编译后端的算法封装成为了一个个独立的模块并提供对外接口，具有定义良好的扩展点。
高效代码生成—— Clang 和 GCC 的代码生成，在空间和时间的复杂度旗鼓相当。因此这种比较毫无意义，因为这两个编译优化工具都基于一种严密的静态分配形式。
语言独立的类型系统——在这个标题下对比 Clang 与 GCC 很有意义。由于 Clang/LLVM 对所有兼容语言都使用语言独立的类型系统，因此可以确定指令的确切语义。GCC 则没有语言独立类型系统的设计目标。
前端解析器—— GCC 以前有基于 Bison的 LR 解析器，后来转向了手写递归下降解析器。Clang 一直使用手写的确定性递归下降解析器，且可回溯。
后端链接器—— GCC 与 Clang 的差异在这个层面最为明显。GCC 使用 ld 作为链接器，支持 ld-gold。Clang 使用 lld 作为链接器。通过一些基准测试，可以看出 lld 比 ld甚至最新的 ld-gold 都快。
构建工具—— Clang 与 GCC 的另一个大的区别。GCC 使用 Autotools 和 Make 作为构建工具，而 Clang/LLVM 使用 CMake。
调试支持—— GCC 有一个优秀的 GDB 调试器。GDB 历经时间考验，性能优异。Clang 则将 LLDB 调试器构建为 LLVM 上的一组可重用组件。

类别	GCC	Clang/LLVM
许可证	GNU GPL	Apache 2.0
代码模块化	一体化架构	模块化
支持平台	*inx, Windows (MinGW)	*inx, Natively in Windows
代码生成	高效，有很多编译器选项可以使用	高效，LLVM 后端使用了 SSA 表单
语言独立类型系统	没有	有(LLVM的设计初衷)
构建工具	基于 Make	CMake
解析器	最早采用 Bison LR，现在改为递归下解析器	手写的递归下降解析器
链接器	LD	lld
调试器	GDB	LLDB

MinGW/MinGW-w64

GCC本身是Linux上的编译器套件，不能在windows上运行，而mingw则是gcc在windows上的移植。

最早的mingw项目只支持编译32位程序，后来分支出的mingw-w64项目则同时支持编译32/64位程序。

mingw-w64项目目前的状况比较复杂，有多个发行分支，具体可以参看官网的下载页。目前windows上最新、最靠谱的发行分支就是MSYS2。

MSYS2

MSYS2(Minimal SYStem 2，下载地址)是与mingw-w64配套的命令行环境，它为windows提供了类似linux的命令和包管理器pacman，可以直接在命令行查找、安装和卸载各种第三方库和开发工具。

1 2	# 比如你想要安装opencv库 pacman -Syy mingw-w64-ucrt-x86_64-opencv

pacman同时是ArchLinux的包管理器（就像MacOS上的homebrew和Ubuntu上的apt一样），具体使用办法可以查阅ArchWiki(中文))
实际上MinGW也有一个配套的MSYS，但它没有包管理器
git bash实际上是一个删减版的MSYS2，在安装文件夹下可以看到MSYS2的目录结构，但它也没有包管理
pacman本地安装使用pacman -U + 路径

安装gcc、gdb、cmake

以64为例，32位需要将x86_64替换为-i686。

pacman -S mingw-w64-x86_64-toolchain
pacman -S mingw-w64-x86_64-gcc
pacman -S mingw-w64-x86_64-gdb
pacman -S mingw-w64-x86_64-cmake

# 检查版本
gcc --version
g++ --version
gdb --version

安装完毕之后，需要添加环境变量，这里以windows系统为例，MSYS2的安装路径为C:\Program Files\msys64 ，需要在系统PATH变量中添加C:\Program Files\msys64\mingw64\bin。

参考

centOS系统gcc升级步骤(亲自测试成功)
tar.gz和tar.bz2解压命令
 GCC 安装到自定义目录
 GCC -std编译标准一览表
 【编译原理】GCC/Clang/LLVM的区别与联系
 「LLVM」开源软件架构之 LLVM
GCC vs Clang: 两大编译器巨头的龙争虎斗