Makefile编译选项CC与CXX/CPPFLAGS、CFLAGS与CXXFLAGS/LDFLAGS

转自：http://www.firekyrin.com/archives/597.html

让我们先看看 Makefile 规则中的编译命令通常是怎么写的。

大多数软件包遵守如下约定俗成的规范：

尽管将源代码编译为二进制文件的四个步骤由不同的程序(cpp,gcc/g++,as,ld)完成，但是事实上 cpp, as, ld 都是由 gcc/g++ 进行间接调用的。换句话说，控制了 gcc/g++ 就等于控制了所有四个步骤。从 Makefile 规则中的编译命令可以看出，编译工具的行为全靠 CC/CXX CPPFLAGS CFLAGS/CXXFLAGS LDFLAGS 这几个变量在控制。当然理论上控制编译工具行为的还应当有 AS ASFLAGS ARFLAGS 等变量，但是实践中基本上没有软件包使用它们。

那么我们如何控制这些变量呢？一种简易的做法是首先设置与这些 Makefile 变量同名的环境变量并将它们 export 为全局，然后运行 configure 脚本，大多数 configure 脚本会使用这同名的环境变量代替 Makefile 中的值。但是少数 configure 脚本并不这样做(比如GCC-3.4.6和Binutils-2.16.1的脚本就不传递LDFLAGS)，你必须手动编辑生成的 Makefile 文件，在其中寻找这些变量并修改它们的值，许多源码包在每个子文件夹中都有 Makefile 文件，真是一件很累人的事！

这是 C 与 C++ 编译器命令。默认值一般是 “gcc” 与 “g++”。这个变量本来与优化没有关系，但是有些人因为担心软件包不遵守那些约定俗成的规范，害怕自己苦心设置的 CFLAGS/CXXFLAGS/LDFLAGS 之类的变量被忽略了，而索性将原本应当放置在其它变量中的选项一股老儿塞到 CC 或 CXX 中，比如：CC=”gcc -march=k8 -O2 -s”。这是一种怪异的用法，本文不提倡这种做法，而是提倡按照变量本来的含义使用变量。

这是用于预处理阶段的选项。不过能够用于此变量的选项，看不出有哪个与优化相关。如果你实在想设一个，那就使用下面这两个吧：

-DNDEBUG

“NDEBUG”是一个标准的 ANSI 宏，表示不进行调试编译。

-D_FILE_OFFSET_BITS=64

大多数包使用这个来提供大文件(>2G)支持。

CFLAGS 表示用于 C 编译器的选项，CXXFLAGS 表示用于 C++ 编译器的选项。这两个变量实际上涵盖了编译和汇编两个步骤。大多数程序和库在编译时默认的优化级别是”2″(使用”-O2″选项)并且带有调试符号来编 译，也就是 CFLAGS=”-O2 -g”, CXXFLAGS=$CFLAGS 。事实上，”-O2″已经启用绝大多数安全的优化选项了。另一方面，由于大部分选项可以同时用于这两个变量，所以仅在最后讲述只能用于其中一个变量的选 项。[提醒]下面所列选项皆为非默认选项，你只要按需添加即可。

先说说”-O3″在”-O2″基础上增加的几项：

-finline-functions

允许编译器选择某些简单的函数在其被调用处展开，比较安全的选项，特别是在CPU二级缓存较大时建议使用。

-funswitch-loops

将循环体中不改变值的变量移动到循环体之外。

-fgcse-after-reload

为了清除多余的溢出，在重载之后执行一个额外的载入消除步骤。

另外：

-fomit-frame-pointer

对于不需要栈指针的函数就不在寄存器中保存指针，因此可以忽略存储和检索地址的代码，同时对许多函数提供一个额外的寄存器。所有”-O”级别都打开 它，但仅在调试器可以不依靠栈指针运行时才有效。在AMD64平台上此选项默认打开，但是在x86平台上则默认关闭。建议显式的设置它。

-falign-functions=N-falign-jumps=N-falign-loops=N-falign-labels=N

这四个对齐选项在”-O2″中打开，其中的根据不同的平台N使用不同的默认值。如果你想指定不同于默认值的N，也可以单独指定。比如，对于L2- cache>=1M的cpu而言，指定 -falign-functions=64 可能会获得更好的性能。建议在指定了 -march 的时候不明确指定这里的值。

调试选项：

-fprofile-arcs

在使用这一选项编译程序并运行它以创建包含每个代码块的执行次数的文件后，程序可以再次使用 -fbranch-probabilities 编译，文件中的信息可以用来优化那些经常选取的分支。如果没有这些信息，gcc将猜测哪个分支将被经常运行以进行优化。这类优化信息将会存放在一个以源文 件为名字的并以”.da”为后缀的文件中。

全局选项：

-pipe

在编译过程的不同阶段之间使用管道而非临时文件进行通信，可以加快编译速度。建议使用。

目录选项：

–sysroot=dir

将dir作为逻辑根目录。比如编译器通常会在 /usr/include 和 /usr/lib 中搜索头文件和库，使用这个选项后将在 dir/usr/include 和 dir/usr/lib 目录中搜索。如果使用这个选项的同时又使用了 -isysroot 选项，则此选项仅作用于库文件的搜索路径，而 -isysroot 选项将作用于头文件的搜索路径。这个选项与优化无关，但是在 CLFS 中有着神奇的作用。

代码生成选项：

-fno-bounds-check

关闭所有对数组访问的边界检查。该选项将提高数组索引的性能，但当超出数组边界时，可能会造成不可接受的行为。

-freg-struct-return

如果struct和联合体足够小就通过寄存器返回，这将提高较小结构的效率。如果不够小，无法容纳在一个寄存器中，将使用内存返回。建议仅在完 全使用GCC编译的系统上才使用。

-fpic

生成可用于共享库的位置独立代码。所有的内部寻址均通过全局偏移表完成。要确定一个地址，需要将代码自身的内存位置作为表中一项插入。该选项产生可 以在共享库中存放并从中加载的目标模块。

-fstack-check

为防止程序栈溢出而进行必要的检测，仅在多线程环境中运行时才可能需要它。

-fvisibility=hidden

设置默认的ELF镜像中符号的可见性为隐藏。使用这个特性可以非常充分的提高连接和加载共享库的性能，生成更加优化的代码，提供近乎完美的API输 出和防止符号碰撞。我们强烈建议你在编译任何共享库的时候使用该选项。参见 -fvisibility-inlines-hidden 选项。

硬件体系结构相关选项[仅仅针对x86与x86_64]：

-march=cpu-type

为特定的cpu-type编译二进制代码(不能在更低级别的cpu上运行)。Intel可以用：pentium2, pentium3(=pentium3m), pentium4(=pentium4m), pentium-m, prescott, nocona, core2(GCC-4.3新增) 。AMD可以用：k6-2(=k6-3), athlon(=athlon-tbird), athlon-xp(=athlon-mp), k8(=opteron=athlon64=athlon-fx)

-mfpmath=sse

P3和athlon-xp级别及以上的cpu支持”sse”标量浮点指令。仅建议在P4和K8以上级别的处理器上使用该选项。

-malign-double

将double, long double, long long对齐于双字节边界上；有助于生成更高速的代码，但是程序的尺寸会变大，并且不能与未使用该选项编译的程序一起工作。

-m128bit-long-double

指定long double为128位，pentium以上的cpu更喜欢这种标准，并且符合x86-64的ABI标准，但是却不附合i386的ABI标准。

-mregparm=N

指定用于传递整数参数的寄存器数目(默认不使用寄存器)。0