Qemu中生成针对具体体系结构的纯净代码的方法---利用GCC的-E选项

实验室正在研究一个叫做Qemu的项目，外国人写的初始代码。里面很多内容是我们不需要的，但是却参杂在我们关注的代码中。突然想到了一个编译命令-E ，它能够一下子就把那些不需要的代码过滤掉。

以前几次开会大家都抱怨这个东西干扰信息太多，导致代码分析的连贯性总是被打断，进度特别慢。现在用我发现的那个命令处理下后，代码量只有原来的1/5，并且过滤了所有无关信息。--这个世界清净了。

gcc -E -C -DTARGET_I386 cpu-exec.c >new_cpu-exec.c

-E表示只进行预处理

-C表示不删除注释信息

-D表示定义一个宏 -Dmymacro等价于在程序中添加了 #define mymacro

上面个命令的作用就是保留 #ifdef TARGET_I386 和 #endif之间的386代码，而去掉为sparc、arm等编写的代码。

这里需要提到一个小技巧。读者不妨写一个hello.c小程序：

#include <stdio.h>
void main()
{
int i =0;
return;
}

用gcc -E-C hello.c >output_hello.c来对其进行预处理，你会发现output_hello.c中不仅包含了你原来的代码（在最后面），而且前面还包含了stdio.h整个头文件内部的内容，以及stdio.h这个文件中include的其他头文件的内容（整个include的过程是递归的）。

为了避免头文件的干扰，我们不妨先将源码中的头文件用////注释掉，等进行预处理后，再将////都删除掉。具体做法可以利用replace命令来替换。#include 先替换成 ////#include，预处理后再////#include 替换成 #include。

在执行Qemu的预处理之前请务必弄清楚哪些宏是需要用-D进行预定义的，否则可能造成代码遗失。
具体如何做可以看看Qemu的Makefile，在我们选定一种结构的时候（比如为I386的机器生成可执行文件）肯定会有一系列的宏被激活。

最后，附上gcc的编译选项：

==================================================================

GCC中文手册

GCC现在是GNU中最主要和最流行的c & c++编译器. gcc/g++在执行编译工作的时候,总共需要以下几步:
1.预处理,生成.i的文件[预处理器cpp]
2.将预处理后的文件不转换成汇编语言,生成文件.s[编译器egcs]
3.有汇编变为目标代码(机器代码)生成.o的文件[汇编器as]
4.连接目标代码,生成可执行程序[链接器ld]

GCC能够处理的后缀有:
a：*.c *.C(C语言)
b：*.cxx *.cc (C++语言)
c：*.m(面向对象的C)
d：*.i (预处理后的C语言源文件)
e：*.ii (预处理后的C++语言源文件)
f：*.s *.S(汇编语言)
h：*.h (头文件)

目标文件可以是：
a. *.o 编译连接后的目标文件
b. *.a 库文件


[参数详解]
-x language filename
　 设定文件所使用的语言,使后缀名无效,对以后的多个有效.也就是根据约定C语言的后
缀名称是.c的，而C++的后缀名是.C或者.cpp,如果你很个性，决定你的C代码文件的后缀
名是.pig 哈哈，那你就要用这个参数,这个参数对他后面的文件名都起作用，除非到了
下一个参数的使用。
　　可以使用的参数有下面的这些
　　`c', `objective-c', `c-header', `c++', `cpp-output', `assembler', and `assembler-with-cpp'.
　　看到英文，应该可以理解的。
　　例子用法:
　　gcc -x c hello.pig
-x none filename
　　关掉上一个选项，也就是让gcc根据文件名后缀，自动识别文件类型
　　例子用法:
　　gcc -x c hello.pig -x none hello2.c
-c
　　只激活预处理,编译,和汇编,也就是他只把程序做成obj文件
　　例子用法:
　　gcc -c hello.c
　　他将生成.o的obj文件
-S
　　只激活预处理和编译，就是指把文件编译成为汇编代码。
　　例子用法
　　gcc -S hello.c
　　他将生成.s的汇编代码，你可以用文本编辑器察看
-E
　　只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里面.
　　例子用法:
　　gcc -E hello.c > pianoapan.txt
　　gcc -E hello.c | more
　　慢慢看吧,一个hello word 也要与处理成800行的代码
-o
　　制定目标名称,缺省的时候,gcc 编译出来的文件是a.out,很难听,如果你和我有同感，改掉它,哈哈
　　例子用法
　　gcc -o hello.exe hello.c (哦,windows用习惯了)
　　gcc -o hello.asm -S hello.c
-pipe
　　使用管道代替编译中临时文件,在使用非gnu汇编工具的时候,可能有些问题
　　gcc -pipe -o hello.exe hello.c
-ansi
　　关闭gnu c中与ansi c不兼容的特性,激活ansi c的专有特性(包括禁止一些asm inline typeof关键字,以及UNIX,vax等预处理宏,
-fno-asm
　　此选项实现ansi选项的功能的一部分，它禁止将asm,inline和typeof用作关键字。
-fno-strict-prototype
　　只对g++起作用,使用这个选项,g++将对不带参数的函数,都认为是没有显式的对参数
的个数和类型说明,而不是没有参数.
　　而gcc无论是否使用这个参数,都将对没有带参数的函数,认为城没有显式说明的类型

-fthis-is-varialble
　　就是向传统c++看齐,可以使用this当一般变量使用.
-fcond-mismatch
　　允许条件表达式的第二和第三参数类型不匹配,表达式的值将为void类型
-funsigned-char
-fno-signed-char
-fsigned-char
-fno-unsigned-char
　　这四个参数是对char类型进行设置,决定将char类型设置成unsigned char(前两个参
数)或者 signed char(后两个参数)
-include file
　　包含某个代码,简单来说,就是便以某个文件,需要另一个文件的时候,就可以用它设
定,功能就相当于在代码中使用#include<filename>
　　例子用法:
　　gcc hello.c -include /root/pianopan.h
-imacros file
　　将file文件的宏,扩展到gcc/g++的输入文件,宏定义本身并不出现在输入文件中
-Dmacro
　　相当于C语言中的#define macro
-Dmacro=defn
　　相当于C语言中的#define macro=defn
-Umacro
　　相当于C语言中的#undef macro
-undef
　　取消对任何非标准宏的定义
-Idir
　　在你是用#include"file"的时候,gcc/g++会先在当前目录查找你所制定的头文件,如
果没有找到,他回到缺省的头文件目录找,如果使用-I制定了目录,它会先在你所制定的目录查找,然后再按常规的顺序去找.
　　对于#include<file>,gcc/g++会到-I制定的目录查找,查找不到,然后将到系统的缺省的头文件目录查找
-I-
　　就是取消前一个参数的功能,所以一般在-Idir之后使用
-idirafter dir
　　在-I的目录里面查找失败,讲到这个目录里面查找.
-iprefix prefix
-iwithprefix dir
　　一般一起使用,当-I的目录查找失败,会到prefix+dir下查找 　　
-nostdinc
　　使编译器不再系统缺省的头文件目录里面找头文件,一般和-I联合使用,明确限定头文件的位置 　　
-nostdin C++
　　规定不在g++指定的标准路经中搜索,但仍在其他路径中搜索,.此选项在创libg++库
使用
-C
　　在预处理的时候,不删除注释信息,一般和-E使用,有时候分析程序，用这个很方便的
-M
　　生成文件关联的信息。包含目标文件所依赖的所有源代码你可以用gcc -M hello.c 来测试一下，很简单。
-MM
　　和上面的那个一样，但是它将忽略由#include<file>造成的依赖关系。
-MD
　　和-M相同，但是输出将导入到.d的文件里面
-MMD
　　和-MM相同，但是输出将导入到.d的文件里面
-Wa,option
　　此选项传递option给汇编程序;如果option中间有逗号,就将option分成多个选项,然
后传递给会汇编程序
-Wl.option
　　此选项传递option给连接程序;如果option中间有逗号,就将option分成多个选项,然
后传递给会连接程序.
-llibrary
　　制定编译的时候使用的库
　　例子用法
　　gcc -lcurses hello.c
　　使用ncurses库编译程序
-Ldir
　　制定编译的时候，搜索库的路径。比如你自己的库，可以用它制定目录，不然
　　编译器将只在标准库的目录找。这个dir就是目录的名称。
-O0
-O1
-O2
-O3
　　编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3优化级别最高　 　　
-g
　　只是编译器，在编译的时候，产生调试信息。
-gstabs
　　此选项以stabs格式声称调试信息,但是不包括gdb调试信息.
-gstabs+
　　此选项以stabs格式声称调试信息,并且包含仅供gdb使用的额外调试信息.
-ggdb
　　此选项将尽可能的生成gdb的可以使用的调试信息.
-static
　　此选项将禁止使用动态库，所以，编译出来的东西，一般都很大，也不需要什么
动态连接库，就可以运行.
-share
　　此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
-traditional
　　试图让编译器支持传统的C语言特性

运行 gcc/egcs
*****************************************运行 gcc/egcs*****************************************************
　　GCC 是 GNU 的 C 和 C++ 编译器。实际上，GCC 能够编译三种语言：C、C++ 和 Object C（C 语言的一种面向对象扩展）。利用 gcc 命令可同时编译并连接 C 和 C++ 源程序。
　　如果你有两个或少数几个 C 源文件，也可以方便地利用 GCC 编译、连接并生成可执行文件。例如，假设你有两个源文件 main.c 和 factorial.c 两个源文件，现在要编译生成一个计算阶乘的程序。
代码:
-----------------------
清单 factorial.c
-----------------------
int factorial (int n)
{
　　if (n <= 1)
　　　return 1;
　　else
　　　return factorial (n - 1) * n;
}
-----------------------
清单 main.c
-----------------------
#include　<stdio.h>
#include　<unistd.h>
int factorial (int n);
int main (int argc, char **argv)
{
　　int n;
　　if (argc < 2)
　　{
　　　　printf ("Usage: %s n/n", argv [0]);
　　　　return -1;
　　}
　　else
　　{
　　　n = atoi (argv[1]);
　　　printf ("Factorial of %d is %d./n", n, factorial (n));
　　 }
　　return 0;
}
-----------------------
利用如下的命令可编译生成可执行文件，并执行程序：
$ gcc -o factorial main.c factorial.c
$ ./factorial 5
Factorial of 5 is 120.
　　GCC 可同时用来编译 C 程序和 C++ 程序。一般来说，C 编译器通过源文件的后缀名来判断是 C 程序还是 C++ 程序。在 Linux 中，C 源文件的后缀名为 .c，而 C++ 源文件的后缀名为 .C 或 .cpp。但是，gcc 命令只能编译 C++ 源文件，而不能自动和 C++ 程序使用的库连接。因此，通常使用 g++ 命令来完成 C++ 程序的编译和连接，该程序会自动调用 gcc 实现编译。假设我们有一个如下的 C++ 源文件（hello.C）：
#include <iostream>
void main (void)
{
　　cout << "Hello, world!" << endl;
}
则可以如下调用 g++ 命令编译、连接并生成可执行文件：
$ g++ -o hello hello.C
$ ./hello
Hello, world!

gcc 常用命令

**********************gcc/egcs 的主要选项***************************************************************
选项 解释
-ansi 只支持 ANSI 标准的 C 语法。这一选项将禁止 GNU C 的某些特色，例如 asm 或 typeof 关键词。
-c 只编译并生成目标文件。
-DMACRO 以字符串“1”定义 MACRO 宏。
-DMACRO=DEFN 以字符串“DEFN”定义 MACRO 宏。
-E 只运行C 预编译器。
-g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
-IDIRECTORY 指定额外的头文件搜索路径DIRECTORY。
-LDIRECTORY 指定额外的函数库搜索路径DIRECTORY。
-lLIBRARY 连接时搜索指定的函数库LIBRARY。
-m486 针对 486 进行代码优化。
-o FILE 生成指定的输出文件。用在生成可执行文件时。
-O0 不进行优化处理。
-O 或 -O1 优化生成代码。
-O2 进一步优化。
-O3 比 -O2 更进一步优化，包括 inline 函数。
-shared 生成共享目标文件。通常用在建立共享库时。
-static 禁止使用共享连接。
-UMACRO 取消对 MACRO 宏的定义。
-w 不生成任何警告信息。
-Wall 生成所有警告信息。

【手 册 来源】：http://blog.chinaunix.net/article.php?articleId=42935&blogId=8800

补充一些新内容。刚才（2008.3.1 02:35）将Qemu的makefile和configure分析执行了一下，执行config后得到的Makefile文件展开如下：

# Makefile for QEMU .

# comment this, and expand it in the following added code.
# includeconfig-host . mak


# addbyraywill
# Automaticallygeneratedbyconfigure- do not modify
# Configuredwith: ./ configure--target-list = i386--disable-gfx-check
prefix =/ usr / local
bindir =/ usr / local / bin
mandir =/ usr / local / share / man
datadir =/ usr / local / share / qemu
docdir =/ usr / local / share / doc / qemu
MAKE = make
INSTALL = install
CC = gcc
HAVE_GCC3_OPTIONS = yes
HOST_CC = gcc
AR = ar
STRIP = strip-s-R . comment-R . note
OS_CFLAGS =
CFLAGS = -Wall-O2-g-fno-strict-aliasing
LDFLAGS = -g
EXESUF =
ARCH = i386
CONFIG_GDBSTUB = yes
CONFIG_SLIRP = yes
CONFIG_OSS = yes
VERSION = 0.9 . 0
SRC_PATH =/ mnt / hgfs / LinuxShare / qemu- 0.9 . 0
TARGET_DIRS = i386
# end add





. PHONY:allcleandistcleandviinfoinstallinstall-doctartarbin
speedtesttest2htmldviinfo

BASE_CFLAGS =
BASE_LDFLAGS =

BASE_CFLAGS += $( OS_CFLAGS )
ifeq ($( ARCH ), sparc )
BASE_CFLAGS += -mcpu = ultrasparc
endif
CPPFLAGS += -I . -D_GNU_SOURCE-D_FILE_OFFSET_BITS = 64 -D_LARGEFILE_SOURCE
LIBS =
TOOLS = qemu-img $( EXESUF )
ifdefCONFIG_STATIC
BASE_LDFLAGS += -static
endif
ifdefBUILD_DOCS
DOCS = qemu-doc . htmlqemu-tech . htmlqemu . 1 qemu-img . 1
else
DOCS =
endif

ifndefCONFIG_DARWIN
ifndefCONFIG_WIN32
ifndefCONFIG_SOLARIS
LIBS += -lrt
endif
endif
endif

all: $( TOOLS ) $( DOCS ) recurse-all

subdir-%:dyngen $( EXESUF )
$( MAKE ) -C $( subst subdir- ,,$ @ ) all

recurse-all: $( patsubst% , subdir-% , $( TARGET_DIRS ))

qemu-img $( EXESUF ) :qemu-img . ccutils . cblock . cblock-raw . cblock-cow . cblock-qcow . caes . cblock-vmdk . cblock-cloop . cblock-dmg . cblock-bochs . cblock-vpc . cblock-vvfat . cblock-qcow2 . c
$( CC ) -DQEMU_TOOL $( CFLAGS ) $( CPPFLAGS ) $( BASE_CFLAGS ) $( LDFLAGS ) $( BASE_LDFLAGS ) -o $ @ $ ^-lz $( LIBS )

dyngen $( EXESUF ) :dyngen . c
$( HOST_CC ) $( CFLAGS ) $( CPPFLAGS ) $( BASE_CFLAGS ) -o $ @ $ ^

clean:
# avoidoldbuildproblemsbyremovingpotentiallyincorrectold files
rm-fconfig . makconfig . hop-i386 . hopc-i386 . hgen-op-i386 . hop-arm . hopc-arm . hgen-op-arm . h
rm-f* . o* . a $( TOOLS ) dyngen $( EXESUF ) TAGS* . pod*~* / *~
$( MAKE ) -Ctestsclean
for din $( TARGET_DIRS ); do
$( MAKE ) -C $$ d $ @|| exit 1 ;
done

distclean:clean
rm-fconfig-host . makconfig-host . h $( DOCS )
rm-fqemu-{doc , tech} . {info , aux , cp , dvi , fn , info , ky , log , pg , toc , tp , vr}
for din $( TARGET_DIRS ); do
rm-rf $$ d|| exit 1 ;
done

KEYMAPS = daen-gbetfrfr-chisltmodifiersnopt-brsv
ardeen-usfifr-behritlvnlplruth
commonde-chesfofr-cahujamknl-beptsltr

install-doc: $( DOCS )
mkdir -p " $(DESTDIR)$(docdir) "
$( INSTALL ) -m 644 qemu-doc . htmlqemu-tech . html " $(DESTDIR)$(docdir) "
ifndefCONFIG_WIN32
mkdir -p " $(DESTDIR)$(mandir)/man1 "
$( INSTALL ) qemu . 1 qemu-img . 1 " $(DESTDIR)$(mandir)/man1 "
endif

install:all $( if $( BUILD_DOCS ), install-doc )
mkdir -p " $(DESTDIR)$(bindir) "
$( INSTALL ) -m 755 -s $( TOOLS ) " $(DESTDIR)$(bindir) "
mkdir -p " $(DESTDIR)$(datadir) "
for xinbios . binvgabios . binvgabios-cirrus . binppc_rom . bin
video . xopenbios-sparc32linux_boot . binpxe-ne2k_pci . bin
pxe-rtl8139 . binpxe-pcnet . bin ; do
$( INSTALL ) -m 644 $( SRC_PATH )/ pc-bios /$$ x " $(DESTDIR)$(datadir) " ;
done
ifndefCONFIG_WIN32
mkdir -p " $(DESTDIR)$(datadir)/keymaps "
for xin $( KEYMAPS ); do
$( INSTALL ) -m 644 $( SRC_PATH )/ keymaps /$$ x " $(DESTDIR)$(datadir)/keymaps " ;
done
endif
for din $( TARGET_DIRS ); do
$( MAKE ) -C $$ d $ @|| exit 1 ;
done

# varioustesttargets
testspeedtest2:all
$( MAKE ) -Ctests $ @

TAGS:
etags* . [ch]tests / * . [ch]

cscope:
rm-f ./ cscope . *
find . -name " *.[ch] " - print > ./ cscope . files
cscope-b

# documentation
% . html:% . texi
texi2html-monolithic-number $<

% . info:% . texi
makeinfo $< -o $ @

% . dvi:% . texi
texi2dvi $<

qemu . 1 :qemu-doc . texi
$( SRC_PATH )/ texi2pod . pl $< qemu . pod
pod2man--section = 1 --center = " " --release = " " qemu . pod > $ @

qemu-img . 1 :qemu-img . texi
$( SRC_PATH )/ texi2pod . pl $< qemu-img . pod
pod2man--section = 1 --center = " " --release = " " qemu-img . pod > $ @

info:qemu-doc . infoqemu-tech . info

dvi:qemu-doc . dviqemu-tech . dvi

html:qemu-doc . htmlqemu-tech . html

VERSION? = $( shell catVERSION )
FILE = qemu- $( VERSION )

# tarrelease ( use 'make-ktar' on acheckouted tree )
tar:
rm-rf / tmp /$( FILE )
cp-r . / tmp /$( FILE )
( cd / tmp ; tarzcvf~ /$( FILE ). tar . gz $( FILE ) --excludeCVS )
rm-rf / tmp /$( FILE )

# generateabinarydistribution
tarbin:
( cd / ; tarzcvf~ / qemu- $( VERSION ) -i386 . tar . gz
$( bindir )/ qemu
$( bindir )/ qemu-system-ppc
$( bindir )/ qemu-system-sparc
$( bindir )/ qemu-system-x86_64
$( bindir )/ qemu-system-mips
$( bindir )/ qemu-system-mipsel
$( bindir )/ qemu-system-arm
$( bindir )/ qemu-i386
$( bindir )/ qemu-arm
$( bindir )/ qemu-armeb
$( bindir )/ qemu-sparc
$( bindir )/ qemu-ppc
$( bindir )/ qemu-mips
$( bindir )/ qemu-mipsel
$( bindir )/ qemu-img
$( datadir )/ bios . bin
$( datadir )/ vgabios . bin
$( datadir )/ vgabios-cirrus . bin
$( datadir )/ ppc_rom . bin
$( datadir )/ video . x
$( datadir )/ openbios-sparc32
$( datadir )/ linux_boot . bin
$( datadir )/ pxe-ne2k_pci . bin
$( datadir )/ pxe-rtl8139 . bin
$( datadir )/ pxe-pcnet . bin
$( docdir )/ qemu-doc . html
$( docdir )/ qemu-tech . html
$( mandir )/ man1 / qemu . 1 $( mandir )/ man1 / qemu-img . 1 )

ifneq ($( wildcard . depend ),)
include . depend
endif

上面的代码如果还看不出什么端倪，下面的代码则说明问题了：

/ *

Config.h

Automaticallygeneratedbyconfigure- donot modify

* /
# include " ../config-host.h "
# defineCONFIG_QEMU_PREFIX " /usr/gnemul/qemu-i386 "
# defineTARGET_ARCH " i386 "
# defineTARGET_I386 1

/ *

Config-host.h

Automaticallygeneratedbyconfigure- donot modify

* /
#define CONFIG_QEMU_SHAREDIR "/usr/local/share/qemu"
#define HOST_I386 1
#define HOST_LONG_BITS 32
#define HAVE_BYTESWAP_H 1
#define CONFIG_GDBSTUB 1
#define CONFIG_SLIRP 1
#define CONFIG_OSS 1
#define QEMU_VERSION "0.9.0"
#define CONFIG_UNAME_RELEASE ""

这端代码是通过./configure命令生成的，它将TARGET相关的编译参数都定义了。也就是说……哈哈~~Good Luck~~