GCC编译

本文详细介绍了GCC编译过程中动态链接的两个关键概念:RPATH和RUNPATH,以及如何在CMake中设置它们。接着探讨了位置无关代码(PIC)的重要性,包括GOT和PLT在实现中的角色。此外,文章还讨论了PIE(Position Independent Executables)和ASLR(Address Space Layout Randomization)在提高程序安全性方面的作用。

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共享库运行时加载

动态链接有两步:

  1. 链接阶段(Link time):由链接编辑器将动态库的信息编辑到ELF文件系统的对应段
  2. 运行阶段(Run time):由动态链接器(ld.so)在可执行程序装载时根据链接信息重定位找到共享库的函数

运行时搜索库的路径优先级:

  • 该可执行程序的RPATH
  • LD_LIBRARY_PATH
  • 正被加载对象的RUNPATH

默认编译链接共享库时会将链接共享库的路径写入elf文件系统的dynamic section的RUNPATH字段

# -d表示查看elf文件的dynamic section
readelf -d elf文件

可以看到RUNPATH字段包含了共享库的路径信息。

对库加载过程debug详解

LD_DEBUG=libs exe文件

Cmake中指定RPATH

cmake中与rpath相关的几个变量:

  • CMAKE_BUILD_RPATH、CMAKE_INSTALL_RPATH: 用于指定构建和安装时的rpath。
  • CMAKE_SKIP_RPATH、CMAKE_SKIP_BUILD_RPATH、CMAKE_SKIP_INSTALL_RPATH:用于让cmake是否跳过添加rpath。
  • CMAKE_BUILD_RPATH_USE_ORIGIN:设置rpath为相对可执行文件路径。
  • CMAKE_BUILD_WITH_INSTALL_RPATH:构建时是否使用安装的RPATH
  • CMAKE_INSTALL_RPATH_USE_LINK_PATH:安装时候是否加上rpath,默认不开启。
  • CMAKE_INSTALL_REMOVE_ENVIRONMENT_RPATH:

INSTALL选项只对通过target安装的方式有用install(TARGETS ...)

在Cmake中可以通过设置CMAKE_SKIP_BUILD_RPATH布尔变量来控制构建时是否跳过为目标文件自动生成RPATH信息。通常,CMake在目标文件等时使用BUILD_RPATH 目标属性,当安装时,CMake会重新链接目标文件等,使用INSTALL_RPATH。如果你设置了CMAKE_SKIP_INSTALL_RPATH这个变量为真,那么安装时目标文件将不包含RPATH信息。

LD_RUN_PATH:指定链接阶段搜索库的路径
LD_LIBRARY_PATH:指定运行阶段搜索库的路径

详细解释

gcc编译选项总览

linux下有5中程序保护机制

  • CANARY 栈保护
    gcc -fno-stack-protector -o test test.c  //禁用栈保护
    gcc
<think>好的,我需要帮助用户了解如何使用GCC进行编译。首先,我需要确保回答符合用户的要求,包括结构清晰、步骤详细,并且引用提供的参考资料。同时,必须遵循系统级指令,比如正确使用LaTeX格式和生成相关问题。 首先,我应该整理GCC的基本使用步骤。用户提供的引用[1]提到GCC是一个广泛使用的编译器,支持多种语言。引用[2]详细介绍了编译过程,包括预处理、编译、汇编和链接四个阶段。因此,我需要将这些步骤分解开来,用简单的中文解释每个阶段,并给出相应的gcc命令示例。例如,预处理使用-E选项,编译成汇编使用-S,汇编成目标文件使用-c,最后链接生成可执行文件。 接下来,用户可能需要知道如何一步完成整个编译过程,即直接从源代码生成可执行文件。这时需要提到gcc的-o选项,例如gcc hello.c -o hello。同时,根据引用[3],在链接某些库时可能需要使用-l选项,比如-lglut -lGL -lGLU,这里需要解释这些选项的作用。 然后,常见的编译选项也是用户关心的内容。引用[1]提到了常见的编译选项,如-Wall显示警告,-g生成调试信息,-O优化级别。需要将这些选项分类说明,并给出示例命令,帮助用户理解如何应用这些选项。 此外,处理多文件编译也是实际开发中的常见需求,需要指导用户如何同时编译多个.c文件,或者先生成目标文件再链接。这部分需要给出具体的命令示例,如gcc main.c utils.c -o program,或者分步编译。 最后,生成相关问题。根据用户提供的示例,问题应围绕GCC的更多使用场景、调试方法、优化影响以及静态库和动态库的区别展开。这些问题需要自然相关,并且能够引导用户进一步学习。 整个过程中,需要确保所有技术术语解释清晰,命令示例正确,并且正确引用提供的参考资料。例如,在讲解预处理阶段时,引用[2]中的命令示例gcc -E test.c -o test.i需要被提及,并添加引用标识[^2]。同时,注意所有行内数学表达式如变量或文件名使用$...$格式,而独立公式如可能出现的命令示例使用代码块格式,但根据用户要求,独立公式应使用$$...$$,但在此问题中可能较少涉及数学公式,更多是代码示例,因此需注意代码块的正确使用。 最后检查回答是否符合所有系统级指令,特别是LaTeX的使用是否正确,生成的相关问题是否合适,引用是否正确标注。确保没有使用任何Markdown格式,所有代码示例用三个反引号包裹,并标明语言类型,如python或bash。同时,回答使用中文,结构清晰,分步骤解释,帮助用户逐步理解和应用GCC编译器。</think>### 如何用 GCC 进行编译:使用方法和教程 GCC(GNU Compiler Collection)是广泛使用的编译器套件,支持 C、C++ 等多种编程语言。以下是 GCC 的基本使用方法指南: --- #### 1. **单文件编译** 最简单的编译方式是将源代码直接编译为可执行文件: ```bash gcc hello.c -o hello ``` - `hello.c`:源文件 - `-o hello`:指定输出文件名为 `hello`(默认生成 `a.out`)[^1]。 --- #### 2. **分阶段编译** GCC编译过程分为四个阶段,可逐步执行: - **预处理**:展开宏和头文件 ```bash gcc -E hello.c -o hello.i # 生成预处理文件 hello.i ``` - **编译为汇编代码** ```bash gcc -S hello.i -o hello.s # 生成汇编文件 hello.s ``` - **汇编为目标文件** ```bash gcc -c hello.s -o hello.o # 生成二进制目标文件 hello.o ``` - **链接为可执行文件** ```bash gcc hello.o -o hello # 链接目标文件生成可执行文件 ``` --- #### 3. **常见编译选项** - **显示所有警告**:`-Wall` ```bash gcc -Wall hello.c -o hello ``` - **生成调试信息**:`-g`(用于 GDB 调试) ```bash gcc -g hello.c -o hello ``` - **优化级别**:`-O1`、`-O2`、`-O3` ```bash gcc -O2 hello.c -o hello # 启用中级优化 ``` - **链接外部库**:`-l`(例如 OpenGL 库) ```bash gcc program.c -lglut -lGL -lGLU -o program[^3] ``` --- #### 4. **多文件编译** - **直接编译多个文件**: ```bash gcc main.c utils.c -o program ``` - **分步编译**: ```bash gcc -c main.c # 生成 main.o gcc -c utils.c # 生成 utils.o gcc main.o utils.o -o program ``` --- #### 5. **静态库与动态库** - **生成静态库**: ```bash ar rcs libutils.a utils.o # 打包目标文件为静态库 gcc main.c -L. -lutils -o program ``` - **生成动态库**: ```bash gcc -shared -fPIC utils.c -o libutils.so gcc main.c -L. -lutils -o program ``` ---
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