題主說的gcc可以編譯核心也可以編譯應用，是因為GCC有-ffreestanding選項。開啟後GCC就知道正在編譯核心，因此禁用C標準庫裡的大部分庫，並針對裸機環境進行調整。而不使用此選項，gcc就會針對執行在作業系統上的應用編譯。

但是使用這種gcc編譯核心，僅有十分侷限的用途，即重新從原始碼編譯當前正在執行的核心，即最近版本的Linux（假如你使用的是Linux）。

如果你想編寫自己的作業系統，那不能使用系統自帶的GCC。你需要編譯交叉編譯器。

關於為什麼Linux發行版的GCC不能用於開發作業系統或者編譯其他作業系統核心，可以看

Why do I need a Cross Compiler?

GCC工具鏈支援交叉編譯，即GCC支援在M平臺上執行，並生成N平臺上的二進位制檔案。

工具鏈的目標格式為三元組 CPU架構-製造商-作業系統 有的時候作業系統後會跟上c語言庫的名字或者abi。

常見的組合有：CPU架構（i686,x86_64，arm，rv64gc），作業系統（Linux，FreeBSD，mingW64），c語言庫（glibc，musl，newlib）abi（sysv，arm v7的eabi，eabihf）。那些沒有特定製造商的工具鏈有的使用unknown作為製造商標識，有的則省略。沒有作業系統的工具鏈常使用none作為標識。

每一份GCC，都指定了CPU架構，系統的標頭檔案（也有可能只支援裸機環境），binutils，c語言庫，改變這些只能從頭編譯。

gcc -dumpmachine

這個命令可以顯示一個編譯器的目標平臺。

比如，Linux發行版提供的GCC一般是x86_64-Linux-GNU，表示編譯出的檔案執行在x86_64平臺上的Linux核心，並且使用glibc和sysv abi。

如果編譯器的執行平臺和目標平臺一致，則稱為本機（native）編譯器，這種編譯器生成的二進位制檔案一般可以直接執行。其他的稱為交叉編譯器，生成的檔案不能直接執行。

實際上也有x86_64的Linux上執行的x86_64-Linux-GNU交叉編譯器，唯一的不同是編譯目標可能使用不同版本的庫，其作用是自舉（bootstrap）。

所謂bootstrap，就是從原始碼重新編譯一套能執行的Linux核心，gcc本機編譯器，glibc。一般這項工作由發行版維護，如果想自己嘗試一下，可以閱讀著名的linux from scratch

LFS Project Homepage

覺得LFS軟體少的可以用Gentoo Linux

Gentoo AMD64 Handbook

Gentoo Linux在安裝時需要編譯Linux核心，同時可以自己選擇libc，以及編譯選項。

再拿rust語言的情況來對比一下。

rust語言的編譯器，rustc，其二進位制檔案發行支援交叉編譯。

也就是rustc這個幾十兆的可執行程式可以生成支援的所有CPU架構的目標檔案，這得益於rustc的後端llvm。llvm在這一點上比gcc強大了一個次元。

如果使用包管理器cargo，只要專案根檔案lib.rs或main.rs開頭包含#![no_std]，即代表不使用標準庫，編譯到裸機程式碼。這和GCC的ffreestanding選項是一個意思。

使用cargo build --target 目標 即可交叉編譯。不需要重新編譯rustc。根據平臺的區別，有時需要外部聯結器。

由於不需要重新編譯編譯器，因此使用rust做作業系統開發總體來說比c語言+gcc方便不少。