【GCC編譯優化系列】GCC編譯鏈接時候--specs=kernel.specs鏈接屬性究竟是個啥

1 問題來源

近來關注rt-thread的論壇稍微少了一些，今天突然在論壇里面看到這么一個問題：

為何會對這個問題感興趣呢？ 主要有以下兩個原因：

• 最近都在研究一些gcc編譯鏈接相關的知識，做了一些筆記，方便自己加深理解和記憶；
• 這個specs選項，隱約記得在哪里見過，但是又記不清楚來龍去脈，看來還是記憶不夠深刻。

于是乎，我決定趁著這個機會，好好扒一扒這個specs選項。

2 初步分析

2.1 內事不決問百度,外事不決問谷歌

二話不說，先baidu之，如下：

沒找到合適的，那google一下？無奈，沒有梯子，那就bing一下吧：

問題答案沒找到，倒是把問題自己給找到了。

2.2 開發不懂問‘男人’

都說男人靠得住，母豬都上樹，但是作為一個長期混跡在Linux開發環境下的程序猿，我可以很負責任地告訴，男人是最不會騙人的，不信你man一下：

recan@ubuntu:~$ man gcc | grep "specs"
           -specs=file  -wrapper @file  -ffile-prefix-map=old=new -fplugin=file  -fplugin-arg-name=arg -fdump-ada-spec[-slim]
           -fconstexpr-loop-limit=n -fconstexpr-ops-limit=n -fno-elide-constructors -fno-enforce-eh-specs -fno-gnu-keywords
           -dletters  -dumpspecs  -dumpmachine  -dumpversion -dumpfullversion  -fchecking  -fchecking=n  -fdbg-cnt-list
           -mshort-calls -nodevicelib  -nodevicespecs -Waddr-space-convert  -Wmisspelled-isr
           declaration).  Such files are also called specs.
       -specs=file
           Process file after the compiler reads in the standard specs file, in order to override the defaults which the gcc
           driver program uses when determining what switches to pass to cc1, cc1plus, as, ld, etc.  More than one -specs=file
           For C and C++ source and include files, generate corresponding Ada specs.
           In conjunction with -fdump-ada-spec[-slim] above, generate Ada specs as child units of parent unit.
       -fno-enforce-eh-specs
           used in filesystem paths and specs. Depending on how the compiler has been configured it can be just a single number
       -dumpspecs
           Print the compiler's built-in specs---and don't do anything else.  (This is used when GCC itself is being built.)
troff: :17361: warning [p 110, 20.7i]: can't break line
       -nodevicespecs
           Don't add -specs=device-specs/specs- to the compiler driver's command line.  The user takes responsibility for
           (/usr/lpp/ppe.poe/), or the specs file must be overridden with the -specs= option to specify the appropriate

這句命令行的意思就是在man gcc的結果里面搜索specs關鍵字，注意仔細看，我們發現了有-specs=file這個關鍵信息，不用猜，就是它了。 為了更好地說明，我把這段描述完整地拎出來：

-specs=file
           Process file after the compiler reads in the standard specs file, in order to override the defaults which the gcc
           driver program uses when determining what switches to pass to cc1, cc1plus, as, ld, etc.  More than one -specs=file
           can be specified on the command line, and they are processed in order, from left to right.

需要點英文理解能力，但是語意并不難，實在不行，用翻譯軟件也可以搞定：

-specs=文件
編譯器讀入標準規范文件后處理文件，以覆蓋gcc使用的默認值
驅動程序用于確定要傳遞給cc1、cc1plus、as、ld等的開關。多個-specs=文件
可以在命令行上指定，并按從左到右的順序處理。

OK，意思已經很明確了，就是用于覆蓋gcc默認的傳遞參數，這些新的參數是在一個新的文件里面里面指定，比如問題中的就是kernel.specs。

2.3 gcc默認的specs參數

如果你好好讀man gcc的返回，你會發現有這么一個-dumpspec選項，它就是記錄了gcc默認的specs參數，為了說明下specs文件長啥樣，我把它導出來看看：（說明下，我這個是x64環境下的gcc，如果是交叉編譯的gcc，替換對應的gcc即可，方法都是一樣的。）

recan@ubuntu:~$ gcc -dumpspecs > default.specs
recan@ubuntu:~$ 
recan@ubuntu:~$ cat default.specs 
*asm:
%{m16|m32:--32}  %{m16|m32|mx32:;:--64}  %{mx32:--x32}  %{msse2avx:%{!mavx:-msse2avx}}

*asm_debug:
%{%:debug-level-gt(0):%{gstabs*:--gstabs}%{!gstabs*:%{g*:--gdwarf2}}} %{fdebug-prefix-map=*:--debug-prefix-map %*}

*asm_final:
%{gsplit-dwarf: 
       objcopy --extract-dwo     %{c:%{o*:%*}%{!o*:%b%O}}%{!c:%U%O}      %{c:%{o*:%:replace-extension(%{o*:%*} .dwo)}%{!o*:%b.dwo}}%{!c:%b.dwo} 
       objcopy --strip-dwo       %{c:%{o*:%*}%{!o*:%b%O}}%{!c:%U%O}     }

*asm_options:
%{-target-help:%:print-asm-header()} %{v} %{w:-W} %{I*}  %{gz|gz=zlib:--compress-debug-sections=zlib} %{gz=none:--compress-debug-sections=none} %{gz=zlib-gnu:--compress-debug-sections=zlib-gnu} %a %Y %{c:%W{o*}%{!o*:-o %w%b%O}}%{!c:-o %d%w%u%O}

*invoke_as:
%{!fwpa*:   %{fcompare-debug=*|fdump-final-insns=*:%:compare-debug-dump-opt()}   %{!S:-o %|.s |
 as %(asm_options) %m.s %A }  }

*cpp:
%{posix:-D_POSIX_SOURCE} %{pthread:-D_REENTRANT}

*cpp_options:
%(cpp_unique_options) %1 %{m*} %{std*&ansi&trigraphs} %{W*&pedantic*} %{w} %{f*} %{g*:%{%:debug-level-gt(0):%{g*} %{!fno-working-directory:-fworking-directory}}} %{O*} %{undef} %{save-temps*:-fpch-preprocess} %(distro_defaults)

*cpp_debug_options:
%{d*}

*cpp_unique_options:
%{!Q:-quiet} %{nostdinc*} %{C} %{CC} %{v} %@{I*&F*} %{P} %I %{MD:-MD %{!o:%b.d}%{o*:%.d%*}} %{MMD:-MMD %{!o:%b.d}%{o*:%.d%*}} %{M} %{MM} %{MF*} %{MG} %{MP} %{MQ*} %{MT*} %{!E:%{!M:%{!MM:%{!MT:%{!MQ:%{MD|MMD:%{o*:-MQ %*}}}}}}} %{remap} %{g3|ggdb3|gstabs3|gxcoff3|gvms3:-dD} %{!iplugindir*:%{fplugin*:%:find-plugindir()}} %{H} %C %{D*&U*&A*} %{i*} %Z %i %{E|M|MM:%W{o*}}

*trad_capable_cpp:
cc1 -E %{traditional|traditional-cpp:-traditional-cpp}

*cc1:
%{!mandroid|tno-android-cc:%(cc1_cpu) %{profile:-p};:%(cc1_cpu) %{profile:-p} %{!mglibc:%{!muclibc:%{!mbionic: -mbionic}}} %{!fno-pic:%{!fno-PIC:%{!fpic:%{!fPIC: -fPIC}}}}}

*cc1_options:
%{pg:%{fomit-frame-pointer:%e-pg and -fomit-frame-pointer are incompatible}} %{!iplugindir*:%{fplugin*:%:find-plugindir()}} %1 %{!Q:-quiet} %{!dumpbase:-dumpbase %B} %{d*} %{m*} %{aux-info*} %{fcompare-debug-second:%:compare-debug-auxbase-opt(%b)}  %{!fcompare-debug-second:%{c|S:%{o*:-auxbase-strip %*}%{!o*:-auxbase %b}}}%{!c:%{!S:-auxbase %b}}  %{g*} %{O*} %{W*&pedantic*} %{w} %{std*&ansi&trigraphs} %{v:-version} %{pg:-p} %{p} %{f*} %{undef} %{Qn:-fno-ident} %{Qy:} %{-help:--help} %{-target-help:--target-help} %{-version:--version} %{-help=*:--help=%*} %{!fsyntax-only:%{S:%W{o*}%{!o*:-o %b.s}}} %{fsyntax-only:-o %j} %{-param*} %{coverage:-fprofile-arcs -ftest-coverage} %{fprofile-arcs|fprofile-generate*|coverage:   %{!fprofile-update=single:     %{pthread:-fprofile-update=prefer-atomic}}}

*cc1plus:


*link_gcc_c_sequence:
%{static|static-pie:--start-group} %G %{!nolibc:%L}    %{static|static-pie:--end-group}%{!static:%{!static-pie:%G}}

*distro_defaults:
%{!fno-asynchronous-unwind-tables:-fasynchronous-unwind-tables} %{!fno-stack-protector:%{!fstack-protector-all:%{!ffreestanding:%{!nostdlib:%{!fstack-protector:-fstack-protector-strong}}}}} %{!Wformat:%{!Wformat=2:%{!Wformat=0:%{!Wall:-Wformat} %{!Wno-format-security:-Wformat-security}}}} %{!fno-stack-clash-protection:-fstack-clash-protection} %{!fcf-protection*:%{!fno-cf-protection:-fcf-protection}}

*link_ssp:
%{fstack-protector|fstack-protector-all|fstack-protector-strong|fstack-protector-explicit:}

*endfile:
%{!mandroid|tno-android-ld:%{Ofast|ffast-math|funsafe-math-optimizations:crtfastmath.o%s}    %{mpc32:crtprec32.o%s}    %{mpc64:crtprec64.o%s}    %{mpc80:crtprec80.o%s} %{fvtable-verify=none:%s;      fvtable-verify=preinit:vtv_end_preinit.o%s;      fvtable-verify=std:vtv_end.o%s}    %{static:crtend.o%s;      shared|static-pie|!no-pie:crtendS.o%s;      :crtend.o%s} crtn.o%s %{fopenacc|fopenmp:crtoffloadend%O%s};:%{Ofast|ffast-math|funsafe-math-optimizations:crtfastmath.o%s}    %{mpc32:crtprec32.o%s}    %{mpc64:crtprec64.o%s}    %{mpc80:crtprec80.o%s} %{shared: crtend_so%O%s;: crtend_android%O%s}}

*link:
%{!r:--build-id} %{!static|static-pie:--eh-frame-hdr} %{!mandroid|tno-android-ld:%{m16|m32|mx32:;:-m elf_x86_64}                    %{m16|m32:-m elf_i386}                    %{mx32:-m elf32_x86_64}   --hash-style=gnu   --as-needed   %{shared:-shared}   %{!shared:     %{!static:       %{!static-pie:     %{rdynamic:-export-dynamic}     %{m16|m32:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ld-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linker;:%{mmusl:/lib/ld-musl-i386.so.1;:/lib/ld-linux.so.2}}}}       %{m16|m32|mx32:;:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ld64-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linker64;:%{mmusl:/lib/ld-musl-x86_64.so.1;:/lib64/ld-linux-x86-64.so.2}}}}         %{mx32:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ldx32-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linkerx32;:%{mmusl:/lib/ld-musl-x32.so.1;:/libx32/ld-linux-x32.so.2}}}}}}     %{static:-static} %{static-pie:-static -pie --no-dynamic-linker -z text}};:%{m16|m32|mx32:;:-m elf_x86_64}                    %{m16|m32:-m elf_i386}                    %{mx32:-m elf32_x86_64}   --hash-style=gnu   --as-needed   %{shared:-shared}   %{!shared:     %{!static:       %{!static-pie:      %{rdynamic:-export-dynamic}     %{m16|m32:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ld-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linker;:%{mmusl:/lib/ld-musl-i386.so.1;:/lib/ld-linux.so.2}}}}       %{m16|m32|mx32:;:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ld64-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linker64;:%{mmusl:/lib/ld-musl-x86_64.so.1;:/lib64/ld-linux-x86-64.so.2}}}}     %{mx32:-dynamic-linker %{muclibc:/lib/ldx32-uClibc.so.0;:%{mbionic:/system/bin/linkerx32;:%{mmusl:/lib/ld-musl-x32.so.1;:/libx32/ld-linux-x32.so.2}}}}}}     %{static:-static} %{static-pie:-static -pie --no-dynamic-linker -z text}} %{shared: -Bsymbolic}}

*lib:
%{!mandroid|tno-android-ld:%{pthread:-lpthread} %{shared:-lc}    %{!shared:%{profile:-lc_p}%{!profile:-lc}};:%{shared:-lc}    %{!shared:%{profile:-lc_p}%{!profile:-lc}} %{!static: -ldl}}

*link_gomp:


*libgcc:
%{static|static-libgcc|static-pie:-lgcc -lgcc_eh}%{!static:%{!static-libgcc:%{!static-pie:%{!shared-libgcc:-lgcc --push-state --as-needed -lgcc_s --pop-state}%{shared-libgcc:-lgcc_s%{!shared: -lgcc}}}}}

*startfile:
%{!mandroid|tno-android-ld:%{shared:;      pg|p|profile:%{static-pie:grcrt1.o%s;:gcrt1.o%s};      static:crt1.o%s;      static-pie:rcrt1.o%s;      !no-pie:Scrt1.o%s;      :crt1.o%s} crti.o%s    %{static:crtbeginT.o%s;      shared|static-pie|!no-pie:crtbeginS.o%s;      :crtbegin.o%s}    %{fvtable-verify=none:%s;      fvtable-verify=preinit:vtv_start_preinit.o%s;      fvtable-verify=std:vtv_start.o%s} %{fopenacc|fopenmp:crtoffloadbegin%O%s};:%{shared: crtbegin_so%O%s;:  %{static: crtbegin_static%O%s;: crtbegin_dynamic%O%s}}}

*cross_compile:
0

*version:
9.3.0

*multilib:
. !m32 !m64 !mx32;32:../lib32:i386-linux-gnu m32 !m64 !mx32;64:../lib:x86_64-linux-gnu !m32 m64 !mx32;x32:../libx32:x86_64-linux-gnux32 !m32 !m64 mx32;

*multilib_defaults:
m64

*multilib_extra:


*multilib_matches:
m32 m32;m64 m64;mx32 mx32;

*multilib_exclusions:


*multilib_options:
m32/m64/mx32

*multilib_reuse:


*linker:
collect2

*linker_plugin_file:


*lto_wrapper:


*lto_gcc:


*post_link:


*link_libgcc:
%D

*md_exec_prefix:


*md_startfile_prefix:


*md_startfile_prefix_1:


*startfile_prefix_spec:


*sysroot_spec:
--sysroot=%R

*sysroot_suffix_spec:


*sysroot_hdrs_suffix_spec:


*self_spec:


*cc1_cpu:
%{march=native:%>march=native %:local_cpu_detect(arch)   %{!mtune=*:%>mtune=native %:local_cpu_detect(tune)}} %{mtune=native:%>mtune=native %:local_cpu_detect(tune)}

*link_command:
%{!fsyntax-only:%{!c:%{!M:%{!MM:%{!E:%{!S:    %(linker) %{!fno-use-linker-plugin:%{!fno-lto:     -plugin %(linker_plugin_file)     -plugin-opt=%(lto_wrapper)     -plugin-opt=-fresolution=%u.res     %{flinker-output=*:-plugin-opt=-linker-output-known}     %{!nostdlib:%{!nodefaultlibs:%:pass-through-libs(%(link_gcc_c_sequence))}}     }}%{flto|flto=*:%*}>

由于specs文件這塊知識在我這，確實是個盲區，我還得記住巨人的肩膀，我找到了一篇參考價值比較大的文章。 具體我不再細說里面的內容了，大家可以對照著來學習，簡單捋一遍就會印象更深刻。

2.4 specs文件都放在哪里？

起初，當我們知道-specs=kernel.specs中的kernel.specs是一個文件的時候，我第一感覺就是：“嗯，應該在源碼的bsp目錄里面”，結果我拉去rt-smart的源碼搜了一遍也沒搜到：

takeout@newnew MINGW64 /c/llc/git_repos/rt-thread-share/rt-thread (rt-smart)
$ find . -name "kernel.specs"

takeout@newnew MINGW64 /c/llc/git_repos/rt-thread-share/rt-thread (rt-smart)
$ find . -name "*.specs"

這類名稱的specs文件一個沒搜到，倒是搜關鍵字的時候，有的bsp提到了nano.specs:

既然有些bsp的鏈接選項，明目張膽地引入nano.specs文件，而且編譯不會報錯，自然肯定有地方能找到它。 既然不在源碼目錄，那么還有一個可能就是在交叉編譯工具鏈的目錄里面，我們來找一找。 以我手上的gcc-arm-none-eabi-5_4-2016q3為例子：

這么一說，我想起了為何之前對specs有些印象，就是這兩個nano.specs和nosys.specs；baidu之，這下資料就很多了，這里給幾個有效的參考鏈接：

• RISC-V GCC：-specs=nano.specs 的作用
• stm32 基于ARM GCC Compliler（EmBitz IDE） print重定向到串口打印輸出 com serial

看了第二個nosys.specs，再次勾起回憶，之前RRT論壇就有一個問題跟這個有關的，需要通過加入nosys.specs來解決的，當然我還看到它的解決思路，還真的是有點印象，僅此而已。 找到當時我回答的那個問題，大家也可以順帶看看當時我的思路。

另外，相關的問題我給出鏈接，大家有空都可以去看看，說不定能解決你的一些疑問。

• https://club.rt-thread.org/ask/search.html?module=question&type=new&keyword=_sbrk
• sbrk話題

2.5 愉快地結束

看到這里，樓主的疑問已經解答了，我自己對這個知識點也加深了理解，看來還是要多記筆記，真正進入到自己腦海里的東西才是自己的，否則永遠只存在于搜索引擎中。

3 更多分享

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審核編輯：湯梓紅