gcc编译

1、预处理

#define

#ifdef 

……

#endif

#include <>

宏定义、文件包含、条件编译等命令进行处理

 

代码优化，编译可执行文件变小，执行效率降低。

2、编译（翻译）

编译之前，C 语言编译器会进行词法分析、语法分析，接着会把源代码翻译成中间语言，即汇编语言。如果想看到这个中间结果，可以用 gcc -S。需要提到的是，诸如 Shell 等解释语言也会经历一个词法分析和语法分析的阶段，不过之后并不会进行“翻译”，而是“解释”，边解释边执行。

把源代码翻译成汇编语言，实际上是编译的整个过程中的第一个阶段，之后的阶段和汇编语言的开发过程没有什么区别。这个阶段涉及到对源代码的词法分析、语法检查（通过 -std 指定遵循哪个标准），并根据优化（-O）要求进行翻译成汇编语言的动作。

语法检查

如果仅仅希望进行语法检查，可以用 gcc 的 -fsyntax-only 选项；如果为了使代码有比较好的可移植性，避免使用 gcc 的一些扩展特性，可以结合 -std 和 -pedantic（或者 -pedantic-erros ）选项让源代码遵循某个 C 语言标准的语法。这里演示一个简单的例子：

$ cat hello.c
#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("hello, world\n")
    return 0;
}
$ gcc -fsyntax-only hello.c
hello.c: In function ‘main’:
hello.c:5: error: expected ‘;’ before ‘return’
$ vim hello.c
$ cat hello.c
#include <stdio.h>
int main()
{
        printf("hello, world\n");
        int i;
        return 0;
}
$ gcc -std=c89 -pedantic-errors hello.c    #默认情况下，gcc是允许在程序中间声明变量的，但是turboc就不支持
hello.c: In function ‘main’:
hello.c:5: error: ISO C90 forbids mixed declarations and code

语法错误是程序开发过程中难以避免的错误（人的大脑在很多情况下都容易开小差），不过编译器往往能够通过语法检查快速发现这些错误，并准确地告知语法错误的大概位置。因此，作为开发人员，要做的事情不是“恐慌”（不知所措），而是认真阅读编译器的提示，根据平时积累的经验（最好总结一份常见语法错误索引，很多资料都提供了常见语法错误列表，如《C Traps & Pitfalls》和编辑器提供的语法检查功能（语法加亮、括号匹配提示等）快速定位语法出错的位置并进行修改。

汇编

 

简述

汇编实际上还是翻译过程，只不过把作为中间结果的汇编代码翻译成了机器代码，即目标代码，不过它还不可以运行。如果要产生这一中间结果，可用 gcc -c，当然，也可通过 as 命令处理汇编语言源文件来产生。

汇编是把汇编语言翻译成目标代码的过程，如果有在 Windows 下学习过汇编语言开发，大家应该比较熟悉 nasm 汇编工具(支持 Intel 格式的汇编语言)，不过这里主要用 as 汇编工具来汇编 AT&T 格式的汇编语言，因为 gcc 产生的中间代码就是 AT&T 格式的。

生成目标代码

下面来演示分别通过 gcc -c 选项和 as 来产生目标代码。

$ file hello.s
hello.s: ASCII assembler program text
$ gcc -c hello.s   #用gcc把汇编语言编译成目标代码
$ file hello.o     #file命令用来查看文件类型，目标代码可重定位的(relocatable)，
                   #需要通过ld进行进一步链接成可执行程序(executable)和共享库(shared)
hello.o: ELF 32-bit LSB relocatable, Intel 80386, version 1 (SYSV), not stripped
$ as -o hello.o hello.s        #用as把汇编语言编译成目标代码
$ file hello.o
hello.o: ELF 32-bit LSB relocatable, Intel 80386, version 1 (SYSV), not stripped

gcc 和 as 默认产生的目标代码都是 ELF 格式的，因此这里主要讨论ELF格式的目标代码（如果有时间再回顾一下 a.out 和 coff 格式，当然也可以先了解一下，并结合 objcopy 来转换它们，比较异同)。

ELF 文件初次接触

目标代码不再是普通的文本格式，无法直接通过文本编辑器浏览，需要一些专门的工具。如果想了解更多目标代码的细节，区分 relocatable（可重定位）、executable（可执行）、shared libarary（共享库）的不同，我们得设法了解目标代码的组织方式和相关的阅读和分析工具。下面主要介绍这部分内容。

BFD is a package which allows applications to use the same routines to operate on object files whatever the object file format. A new object file format can be supported simply by creating a new BFD back end and adding it to the library.

binutils（GNU Binary Utilities）的很多工具都采用这个库来操作目标文件，这类工具有 objdump，objcopy，nm，strip 等（当然，我们也可以利用它。如果深入了解ELF格式，那么通过它来分析和编写 Virus 程序将会更加方便），不过另外一款非常优秀的分析工具 readelf 并不是基于这个库，所以也应该可以直接用 elf.h 头文件中定义的相关结构来操作 ELF 文件。

下面将通过这些辅助工具（主要是 readelf 和 objdump），结合 ELF 手册来分析它们。将依次介绍 ELF 文件的结构和三种不同类型 ELF 文件的区别。

 

ELF 文件的结构

ELF Header(ELF文件头)
Program Headers Table(程序头表，实际上叫段表好一些，用于描述可执行文件和可共享库)
Section 1
Section 2
Section 3
...
Section Headers Table(节区头部表，用于链接可重定位文件成可执行文件或共享库)

对于可重定位文件，程序头是可选的，而对于可执行文件和共享库文件（动态链接库），节区表则是可选的。可以分别通过 readelf 文件的 -h，-l 和 -S 参数查看 ELF 文件头（ELF Header）、程序头部表（Program Headers Table，段表）和节区表（Section Headers Table）。

文件头说明了文件的类型，大小，运行平台，节区数目等。