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一、Linux GCC常用命令
二、GCC编译器背后的故事
总结

一、Linux GCC常用命令

1 新建一个文件test，代码如下：

#include <stdio.h>int main(void) { printf("Hello World!\n"); return 0; }

直接编译指令如下：

 gcc test.c -o test

实际上编译过程有四个阶段，即预处理(也称预编译，Preprocessing)、编译 (Compilation)、汇编 (Assembly)和连接(Linking)。

2 编译过程
2.1 预处理

gcc -E test.c -o test.i 或 gcc -E test.c

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。

2.2 编译为汇编代码(Compilation)

gcc -S test.i -o test.s

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。

2.3 汇编(Assembly)

gcc -c test.s -o test.o

gas 汇编器负责将test.s编译为目标文件。

2.4 连接(Linking)

gcc test.o -o test

gcc 连接器将程序的目标文件与所需的所有附加的目标文件（静态连接库和动态连接库）连接起来，最终生成可执行文件。

2.5 执行命令

./test

显示如下：

3 多个程序文件的编译

3.1编译由test1.c 和 test2.c 两个源文件组成的程序

gcc test1.c test2.c -o test

3.2当需要处理多个文件，GCC 编译过程：预处理、编译和链接依次进行

gcc -c test1.c -o test1.o
gcc -c test2.c -o test2.o
gcc test1.o test2.o -o test

4 检错
4.1 -pedantic 编译选项

gcc -pedantic illcode.c -o illcode

-pedantic 选项无法发现全部错误，只能发现一些不符合 ANSI/ISO C 标准的代码。

4.2 Wall 编译选项

gcc -Wall illcode.c -o illcode

4.3-Werror 选项

gcc -Werror test.c -o test

GCC 会在所有产生警告的地方停止编译。

5 库文件连接
库文件包括头文件（.h）和库文件（so、或 lib、dll）等；位于/usr/lib/目录下。主要有两类，分别是是动态链接库（.so）和静态链接库（.a）。

5.1 编译成可执行文件

gcc –c –I /usr/dev/mysql/include test.c –o test.o

5.2 链接

gcc –L /usr/dev/mysql/lib –lmysqlclient test.o –o test

5.3 强制链接时使用静态链接库
-static 选项

gcc –L /usr/dev/mysql/lib –static –lmysqlclient test.o –o test

二、GCC编译器背后的故事

1.GCC的战友
1.1 Binutils是一组二进制程序处理工具，主要有：addr2line、ar、objcopy、objdump、as、ld、 ldd、readelf、 size 等；

(1) addr2line：帮助调试器在调试的过程中定位对应的源代码位置。
(2) as：用于汇编；
(3) ld：用于链接；
(4) ar：用于创建静态库。

1.2 C 运行库
（1）C 的语法；
（2）另一部分描述 C 标准库。

2.编译过程
2.1事先编译一个hello.c源程序，代码如下：

#include <stdio.h>
int main(void){ printf("Hello World! \n"); return 0; }

2.2预处理命令，生成hello.i文件

gcc -E hello.c -o hello.i

2.3编译命令，生成hello.s文件（此时已经为汇编代码）

gcc -S hello.i -o hello.s

2.4汇编命令，将编译生成的 hello.s 文件汇编生成目标文件 hello.o

gcc -c hello.s -o hello.o

或调用 as 进行汇编

as -c hello.s -o hello.o

此时hello.o 目标文件为 ELF（Executable and Linkable Format）格式的可重定向文件。

2.5链接，将目标文件 hello.o生成 ELF 格式可执行文件

$ gcc hello.c -o hello

此时为动态链接。

gcc -static hello.c -o hello

此时为静态链接。

ELF 文件格式包含
1 .text：已编译程序的指令代码段；
2 .rodata：ro 代表 read only，即只读数据（譬如常数 const）；
3 .data：已初始化的 C 程序全局变量和静态局部变量；
4.bss：未初始化的 C 程序全局变量和静态局部变量；
5 .debug：调试符号表，调试器用此段的信息帮助调试。
可以使用如下代码查看汇编ELF各个部分：

readelf -S

可以使用如下代码查看反汇编ELF各个部分：

objdump -D

3.汇编语言格式（.asm)
由于在ubantu下的汇编代码是Intel风格的，此时可以用nasm汇编编译器编译生成执行程序。
3.1安装nasm汇编编辑器
输入如下命令

sudo apt install nasm

此时显示“E：无法定位软件包 nasm”,出现错误；
解决办法如下：
先断开网络重装ubantu(此处我用的是18.04版本的)，注意此时不要直接安装下载软件库；
安装完成再连接网络，进入ubantu界面，打开终端命令行，输入如下代码，更新下载软件库；

 sudo apt-get update

此时显示，已经在安装数据包，等待几分钟后，再次输入nasm安装命令：

sudo apt install nasm

此时问题解决，nasm汇编编译器成功安装。
3.2写入hello.asm文件，具体代码如下：

; hello.asm
section .data            ; 数据段声明msg db "Hello, world!", 0xA     ; 要输出的字符串len equ $ - msg                 ; 字串长度
section .text            ; 代码段声明
global _start            ; 指定入口函数
_start:                  ; 在屏幕上显示一个字符串mov edx, len     ; 参数三：字符串长度mov ecx, msg     ; 参数二：要显示的字符串mov ebx, 1       ; 参数一：文件描述符(stdout) mov eax, 4       ; 系统调用号(sys_write) int 0x80         ; 调用内核功能; 退出程序mov ebx, 0       ; 参数一：退出代码mov eax, 1       ; 系统调用号(sys_exit) int 0x80         ; 调用内核功能

3.3由hello.asm生成可执行文件，输入如下命令

nasm -f elf64 hello.asm
ld -s -o hello hello.o
./hello

此时查看该可执行文件的大小：

GCC命令一步形成的可执行文件大小
由此可得，汇编形成可执行文件小的多。

总结

以上就是本文的全部内容，主要介绍了GCC的一些常用工具，命令，以及汇编语言在ubantu下的使用。

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