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一、Linux GCC 常用命令
1.gcc简介
GCC 的意思也只是 GNU C Compiler 而已。经过了这么多年的发展，GCC 已经不仅仅能支持 C 语言；它现在还支持 Ada 语言、C++ 语言、Java 语言、Objective C 语言、Pascal 语言、COBOL 语言，以及支持函数式编程和逻辑编程的 Mercury 语言，等等。而 GCC 也不再单只是 GNU C 语 言编译器的意思了，而是变成了 GNU Compiler Collection 也即是 GNU 编译器家族的意思了。另 一方面，说到 GCC 对于操作系统平台及硬件平台支持，概括起来就是一句话：无所不在
2.程序编译
Ⅰ.一步到位的编译
①test.c代码
#include <stdio.h>
int main(void) {
printf("Hello World!\n");
return 0; }
②一步到位的编译指令
gcc test.c -o test
事实上编译过程是分为四个阶段进行的，即预处理(也称预编译，Preprocessing)、编译 (Compilation)、汇编 (Assembly)和连接(Linking)，下面从这四个阶段做一个详解
Ⅱ.分布进行
①预处理
对hello.c 的程序进行预编译 .i做扩展名，生成文本文件；
gcc 的-E 选项，可以让编译器在预处理后停止，并输出预处理结果。在本例中，预处理结果就是将 stdio.h 文件中的内容插入到 test.c 中
命令
cc -E test.c -o test.i
或者
gcc -E test.c
②编译
预处理之后，可直接对生成的 test.i 文件编译，生成汇编代码；
gcc 的-S 选项，表示在程序编译期间，在生成汇编代码后，停止，-o 输出汇编代码文件；
进行编译，生成一个汇编语言源程序文件.s做扩展名，编译后是文本文件
命令
gcc -S test.i -o test.s
③汇编
生成一个可重定位目标文件 . o作扩展名,汇编后是二进制文件
命令
gcc -c test.s -o test.o
④连接
将多个可重定位目标文件和标准库函数，printf所在的可重定位目标模块printf.o进行链接，生成可执行目标文件
命令
gcc test.o -o test
Ⅲ.运行结果
3.多个程序文件的编译
①程序代码
test1.c
#include<stdio.h>
void f1(){
printf("This is test1.c!\n");
}
test2.c
#include<stdio.h>
void f2(){
printf("This is test2.c!\n");
}
②编译并生成结果
命令
gcc -c test1.c test2.c
或者
gcc -c test1.c -o test1.o
gcc -c test2.c -o test2.o
ls命令可以查看有哪些文件
4.检错
编译选项并不能保证被编译程序与 ANSI/ISO C 标准的完全兼容，它仅仅只能用来帮助Linux 程序员离这个目标越来越近。或者换句话说，-pedantic 选项能够帮助程序员发现一些不符合ANSI/ISO C 标准的代码，但不是全部，事实上只有 ANSI/ISO C 语言标准中要求进行编译器诊断的那些情况，才有可能被 GCC 发现并提出警告。
除了-pedantic 之外，GCC 还有一些其它编译选项也能够产生有用的警告信息。这些选项大多以-W开头，其中最有价值的当数-Wall 了，使用它能够使 GCC 产生尽可能多的警告信息。
gcc -Werror test.c -o test
5.库文件连接
开发软件时，完全不使用第三方函数库的情况是比较少见的，通常来讲都需要借助许多函数库的支
持才能够完成相应的功能。从程序员的角度看，函数库实际上就是一些头文件（.h）和库文件（so、
或 lib、dll）的集合。。虽然 Linux 下的大多数函数都默认将头文件放到/usr/include/目录下，而库文
件则放到/usr/lib/目录下；Windows 所使用的库文件主要放在 Visual Stido 的目录下的 include 和 lib，
以及系统文件夹下。但也有的时候，我们要用的库不再这些目录下，所以 GCC 在编译时必须用自己
的办法来查找所需要的头文件和库文件。
①代码
#include <stdio.h>
int main(void) {
printf("This test6! \n");
return 0; }
②命令
编译
gcc -c test.c
链接
gcc test.o -o test
运行
./test
③运行结果
二、不同工具
1.GCC编译工具
GCC（GNU C Compiler）是编译工具。本文所要介绍的将 C/C++语言编写的程序
转换成为处理器能够执行的二进制代码的过程即由编译器完成
2.Binutils
一组二进制程序处理工具，包括：addr2line、ar、objcopy、objdump、as、ld、 ldd、readelf、 size 等。这 一组工具是开发和调试不可缺少的工具 。
(1) addr2line：用 来将程序 地址转 换成其所 对应的程 序源文件及所对应的代码行，也可以得到所对应的函数。
(2)as：主要用于汇编，有关汇编的详细介绍请参见后文。 (3) ld：主要用于链接，有关链接的详细介绍请参见后文。
(4)ar：主要用于创建静态库。 (5) ldd：可以用于查看一个可执行程序依赖的共享库。
(6)objcopy：将一种对象文件翻译成另一种格式，譬如将.bin 转换成.elf、或 者将.elf 转换成.bin 等。
(7)objdump：主要的作用是反汇编。 (8) readelf：显示有关 ELF 文件的信息。
(9)size：列出可执行文件每个部分的尺寸和总尺寸，代码段、数据段、总大小 等
3.C 运行库
C 语言编译 器通常需要一个 C 运行时库（C Run Time Libray，CRT）的支持。C 运行时库又 常简称为 C 运行库
C 语言标准主要由两部分组成： (1)描述 C 的语法， (2)描述 C 标准库。 C
标准库定义了一组标准头文件，每个头文件中包含一些相关的函数、变量、类 型声明和宏定义。 C 语言标准仅仅定义了 C
标准库函数原型，并没有提供实现。与 C 语言类似，C++也定义了自己的标准，同时提供相关支 持库，称为 C++运行时库。
三、ELF文件格式——Hello.c示例
1.代码及编译过程
①一段反复出现的代码
hello.c
#include <stdio.h>
int main(void) {
printf("Hello World! \n");
return 0; }
②预处理
预处理的过程主要包括以下过程：
(1) 将所有的#define 删除，并且展开所有的宏定义，并且处理所有的条件预编 译指令，比如#if #ifdef #elif #else #endif 等。
(2) 处理#include 预编译指令，将被包含的文件插入到该预编译指令的位置。
(3) 删除所有注释“//”和“/* */”。
(4) 添加行号和文件标识，以便编译时产生调试用的行号及编译错误警告行号。
(5) 保留所有的#pragma 编译器指令，后续编译过程需要使用它们。
命令
gcc -E hello.c -o hello.i
③查看预处理文件
hello.i 文件可以作为普通文本文件打开进行查看
命令
cat hello.i
④编译
编译过程就是对预处理完的文件进行一系列的词法分析，语法分析，语义分析及 优化后生成相应的汇编代码。
命令
gcc -S hello.i -o hello.s
可以看到hello.s文件
⑤汇编
每一个汇编语句几乎都对应一条处理器指令，汇编相对于编译过程比较简单，通过调用 Binutils 中的汇编器 as 根据汇编指令和处理器指令的对照表一一翻译即可
1）汇编过程调用对汇编代码进行处理，生成处理器能识别的指令，保存在后缀为.o 的目标文件中。
2）当程序由多个源代码文件构成时，每个文件都要先完成汇编工作，生成.o 目标 文件后，才能进入下一步的链接工作。
3）目标文件已经是最终程序的某一部 分了，但是在链接之前还不能执行
命令
gcc -c hello.s -o hello.o
⑥链接
分为动态链接和静态链接
静态链接是指在编译阶段直接把静态库加入到可执行文件中去，这样可执行 文件会比较大。链接器将函数的代码从其所在地（不同的目标文件或静态链 接库中）拷贝到最终的可执行程序中。为创建可执行文件，链接器必须要完 成的主要任务是：符号解析（把目标文件中符号的定义和引用联系起来）和 重定位（把符号定义和内存地址对应起来然后修改所有对符号的引用）。
动态链接则是指链接阶段仅仅只加入一些描述信息，而程序执行时再从系统 中把相应动态库加载到内存中去。
———在 Linux 系 统中，gcc 编 译链 接时 的动 态库 搜索 路径 的 顺序 通常 为：首 先从 gcc 命 令的 参 数-L 指 定的 路径 寻找 ；再 从环 境变 量 LIBRARY_PATH 指 定的 路径 寻址；再 从默 认路 径 /lib、/usr/lib、 /usr/local/lib 寻找 。
——— 在 Linux 系 统中，执 行二 进制 文件 时的 动态 库搜 索路 径的 顺序 通常 为：首 先搜 索编 译目 标 代码 时指 定的 动态 库搜 索路 径；再 从环 境变 量 LD_LIBRARY_PATH 指 定的 路径 寻址；再 从 配置 文件/etc/ld.so.conf 中 指定 的动 态库 搜索 路径 ；再 从默 认路 径/lib、/usr/lib 寻找 。
———在 Linux 系统中，可以 用 ldd 命令查看一个可执程序
命令
动态库命令
gcc hello.c -o hello
size hello //使用 size 查看大小
ldd hello //可以看出该可执行文件链接了很多其他动态库，主要是 Linux 的 glibc 动态库
静态库命令
gcc -static hello.c -o hello
size hello //使用 size 查看大小
ldd hello
运行结果
2.分析ELF 文件
①ELF 文件的段
一个典型的 ELF 文件包含下面几个段：
.text：已编译程序的指令代码段。
.rodata：ro 代表 read only，即只读数据（譬如常数 const）。
.data：已初始化的 C 程序全局变量和静态局部变量。
.bss：未初始化的 C 程序全局变量和静态局部变量。
.debug：调试符号表，调试器用此段的信息帮助调试。
使用命令readelf -S 查看其各个 section
readelf -S hello
②反汇编 ELF
为什么使用反汇编
由于 ELF 文件无法被当做普通文本文件打开，如果希望直接查看一个 ELF 文件包 含的指令和数据，需要使用反汇编的方法
命令
objdump -D hello
使用 objdump -S 将其反汇编并且将其 C 语言源代码混合显示出来
gcc -o hello -g hello.c
objdump -S hello
四、总结
熟练掌握gcc的常用命令，了解c语言程序编译的四个过程，预处理，汇编，编译，链接，了解了执行对应命令后文件格式的变化。了解ELF文件的基本格式内容，对程序执行过程了解更加清晰。对于gcc这种工具的理解有了大幅度提高