目录

  • 什么是GCC？
  • GCC能做什么？
  • gcc/g++和Binutils基本指令
    • gcc/g++
      • 生成预处理文件
      • 生成汇编文件
      • 生成目标文件
      • 构建可执行文件
      • 生成动态库
    • Binutils
      • ar文档管理工具
        • 生成静态库
      • nm库符号表读取工具
        • 查看符号表
      • readelf，ranlib等待补充
  • gcc编译器的常用参数

什么是GCC？

GCC全称为GNU Compiler Collection，即GNU编译工具集。GNU指的是GNU（革奴）计划，是由理查德斯托曼带头开发的自由软件创作计划，原目标是构建一款自由开放的操作系统（Hurd内核+GNU配套系统软件），GCC就是属于计划中配套系统软件这部分。这段开源历史大家可以自行了解，很有趣

GCC编译工具集可以处理的语言不局限于C/C++，还包括C/C++的各种方言标准，Go，Fortan等其他语言，工具集中主要有：

  • 核心编译器：gcc/g++
  • 二进制工具集Binutils：汇编器as，链接器ld，库封包工具ar，目标格式查看器readelf等
  • C/C++语言的标准库：glibc，libstdc++等

除了功能强大以外，GCC还具有很高的可移植性，在不同架构的很多操作系统上都可以使用，包括GNU系操作系统，Linux， Windows，MacOS，BSD等

GCC能做什么？

通过GCC工具集最主要的功能就是将C/C++的源码编译成对应平台可执行文件或者库；里面的部分工具还可以协助逆向，分析可执行文件

可执行文件构建的一般流程为：

  • 源文件 – 》预处理 – 》编译 – 》 汇编 -》 链接 – 》 可执行文件

库的构建的一般流程为：

  • 源文件 – 》预处理 – 》编译 – 》 汇编 -》打包-》库

编译还分为两种情况：

  • 当编译平台和执行平台一致时，称为本地编译，例如你在PC上进行编译，最终生成的程序也会在PC上执行；
  • 当编译平台和执行平台不一致时，称为交叉编译，例如你在PC上使用Keil开发51单片机程序并编译成固件，最终在单片机上执行；经常接触嵌入式的开发者，对交叉编译很熟悉

gcc/g++和Binutils基本指令

gcc/g++

GCC编译工具集中的gcc编译器，一般来说可以完成大部分工作，包括预处理，编译，汇编，链接

生成预处理文件

gcc -E 源文件.c -o 源文件.i

生成预处理文件指令仅会在屏幕输出源文件预处理后的内容，不会生成文件，可以通过重定向标准输出得到对应预处理.i文件。预处理操作主要包括宏替换展开，头文件包含，条件编译等

生成汇编文件

gcc -S 源文件.c

生成汇编文件指令可以通过源文件生成对应汇编文件，后缀名为.s。汇编操作主要就是将源文件的C/C语言转换成了汇编语言

生成目标文件

gcc -c 源文件.c

生成目标文件指令可以通过源文件生成对应中间目标文件，后缀名为.o。目标指令的操作主要就是将源文件转换成中间目标文件，文件内容已经属于机器语言，人类不可读

构建可执行文件

gcc -o 源文件.c

构建可执行文件指令可以通过源文件生成可执行文件，文件名一般为a.out（Windows平台为a.exe）。可执行文件可以直接执行，完成开发者设定的任务

生成动态库

gcc -shared -fPIC -o 动态库名.so 源文件.c

生成动态库指令可以将源文件打包生成动态库，后缀名为.so（Windows平台为.dll）。在Windows平台中动态库还有对应导入库的概念，相对Linux更复杂。

Binutils

ar文档管理工具

ar文档管理工具常用方法是打包中间目标文件生成静态库，当然它也可以修改库，从库中提取模块

生成静态库

ar rcs 静态库名.a 中间目标文件.o

生成静态库指令可以将中间目标文件打包生成静态库，后缀名为.a（Windows平台为.lib）。
r参数的意义为在库中插入模块，当向库中插入存在对应模块时会产生替换，插入新模块时，会插入到库的末尾
c参数的意义为创建库，无论库是否存在
s参数的意义为创建目标索引，当库文件较大，内容较多时，索引可以加快编译速度，如果不加s参数，后续可以通过ranlib工具或者ar s命令加入

nm库符号表读取工具

NM库符号表读取工具用于读取静态库或动态库中的符号表信息，包括值，类型，名称

查看符号表

nm 动态库.so/静态库.a

查看符号表指令可以输出对应动态库/静态库中的对应接口符号表信息，一般用于确认库内部数据

readelf，ranlib等待补充

gcc编译器的常用参数

GCC编译器编译可执行程序时，可以加入可选参数，用于加入自定义头文件/库，查看编译信息，优化编译流程，加入调试信息等等

参数 意义
-O0 、-O1 、-O2 、-O3 用于编译优化，可选四个参数，-O0为没有优化，-O1为默认值，-O3优化级别最高
-Idir 用于指定头文件搜索路径，dir为文件夹名称。如-Imod
-Ldir 用于指定库文件搜索路径，dir为文件夹名称 。如-Llib
-llibname 用于来链接指定库文件，libname为库名称；同名动态库静态库都存在时，优先链接动态库；注意所链接的静态/动态库文件名必须为lib+xxx.a或so的格式，libname为xxx。如libtest.a库对应链接指令为-ltest
-w 不生成任何警告信息
-Wall 显示所有警告信息
-static 强制使用静态库链接

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