1、GNU編譯工具鏈使用簡介,張吉豫 2005-03-12,2,內(nèi)容,GNU編譯工具鏈的基本組成與工作流程 工具鏈的常用工具和選項 Unicore工具鏈與交叉編譯,3,編譯工具鏈的基本工作流程,一個“hello world”程序的演變歷程,4,GNU工具鏈的組成,GCCGNU Compiler Collection BinutilsGNU binary utilities GlibcGNU C Library 軟件開發(fā)的基本工具集合,5,GCC,功能： 高級語言(.c、.cpp、.F)匯編語言(.s) 用戶界面，驅動各工具的執(zhí)行 組成：一組可執(zhí)行程序 + 一組庫 cpp、gcc、g+、g77 cp

2、p0、cc1、cc1plus、f771 libgcc.a、crtbegin.o、crtend.o 支持多種語言和目標機,6,Binutils,功能： 匯編語言(.s)目標文件可執(zhí)行程序 查看二進制文件信息 組成：一組可執(zhí)行程序 as、ld objdump、readelf、ar 支持多種目標機,7,Glibc,功能： 提供語言和操作系統(tǒng)的標準庫函數(shù) 組成：若干可執(zhí)行程序 + 大量庫 ldd、iconv、locale ISO C、POSIX、UNIX、GNU 絕大部分與目標機無關,8,GNU工具鏈的工作流程,擴展名的默認含義 需要預處理的源代碼：.c、.cc、.F 不需預處理的源代碼：.i、.ii

3、、.f 需要預處理的匯編代碼：.S 不需預處理的匯編代碼：.s 目標文件：.o 靜態(tài)庫：.a 動態(tài)庫：.so,9,cpp0 ,cc1、cc1plus、f771 ,as,ld、ar,.i、.ii、.f,.s,.o,libgcc.a ,可執(zhí)行程序或庫,glibc,gcc g+ g77 ,.i、.ii、.f,.c、.cc、.F,.s,.o,.c、.cc、.F .i、.ii、.f .s、.o,10,常用工具和選項,編譯： gcc/g+/g77 匯編和連接： as、ld 二進制工具： objdump、readelf、strip、ar、nm、ldd gprof、gcov,11,幫助選項,-help -ta

4、rget-help 顯示與目標機有關的幫助信息，比如目標機的一些特殊選項,12,編譯（1）,gcc/g+/g77 options file. -Wall 打印警告信息 -g 添加調(diào)試信息到輸出文件 -O -O0 -O1 -O2 -O3 -Os 優(yōu)化選項，若有多個則最后一個有效 -D -U 定義和取消宏定義 -msoft-float 使用軟件庫（libgcc.a）模擬硬件浮點指令,13,編譯（2）,-I 指定頭文件搜索路徑，若有多個則從前往后搜索 -L 指定庫搜索路徑，若有多個則從前往后搜索 -l 指定引用的庫，從當前位置向后搜索 -static -shared 使用靜態(tài)連接或動態(tài)連接 -pg

5、-fprofile-arcs -ftest-coverage 添加額外的統(tǒng)計代碼用于profile，與gprof和gcov配合使用,14,編譯（3）,-E 輸出預處理后的文件（.i、.ii、.f 等） -S 輸出編譯生成的匯編文件（.s） -c 輸出匯編生成的目標文件（.o） -o 指定輸出文件名 -v 輸出編譯過程的詳細信息，包括編譯過程中以哪些參數(shù)調(diào)用了哪些程序。,15,編譯（4）,基于profiling的優(yōu)化編譯 根據(jù)程序執(zhí)行反饋的信息指導編譯優(yōu)化以產(chǎn)生出更好的代碼。 使用方法 編譯：添加-fprofile-arcs選項和其他優(yōu)化選項進行編譯，生成可執(zhí)行程序 執(zhí)行：執(zhí)行程序，對每個源程序

6、sourcefile生成sourcefile.da，其中保存了統(tǒng)計信息 重新編譯：添加-fbranch-probabilities選項和其他相同的優(yōu)化選項重新編譯，生成質量更高的代碼,16,匯編和連接,as option. asmfile. 匯編器，可由gcc -c代替 ld options file. 連接器，可由gcc代替 通常由gcc調(diào)用，一般不直接使用,17,二進制工具,objdump readelf strip ar nm ldd gprof gcov,18,ELF可重定位目標文件示例,sections,19,二進制工具（1）,objdump option(s) file(s) 反匯

7、編各種格式的目標文件和可執(zhí)行程序 常用選項： -d 只反匯編代碼段 -D 反匯編代碼段和數(shù)據(jù)段 -S 混合輸出源代碼和匯編代碼，編譯時必須加-g選項,20,二進制工具（2）,readelf option(s) elf-file(s) 顯示ELF格式文件信息 常用選項： -e 顯示頭信息，包括ELF file header、section header、program header -s 顯示符號表信息 -r 顯示重定位信息 -a 顯示所有信息,21,二進制工具（3）,strip option(s) in-file(s) 刪除輸入文件的符號表和指定的section 常用選項： -o 指定輸出文件

8、名,22,二進制工具（4）,ar 管理歸檔文件（*.a） 常用命令： d m q r t x 分別用于刪除、移動、添加、替換、顯示、取出歸檔文件的內(nèi)容 舉例 ar x /usr/lib/libc.a 取出libc.a中的所有目標文件（*.o）到當前目錄 ar q libmy.a obj1.o obj2.o 將obj1.o和obj2.o加入到libmy.a中,23,二進制工具（5）,nm option(s) file(s) 顯示文件的符號信息，可用于各種目標文件、可執(zhí)行程序和歸檔文件（.a） 舉例 nm /usr/lib/libc.a symbol, printf.o: 00000000 T _

9、IO_printf 00000000 T printf U stdout U vfprintf ,24,二進制工具（6）,ldd OPTION. FILE. 輸出動態(tài)連接程序的共享庫依賴關系 舉例,njtAquarius temp$ ldd /bin/ls libtermcap.so.2 = /lib/libtermcap.so.2 (0 x40028000) libacl.so.1 = /lib/libacl.so.1 (0 x4002d000) libc.so.6 = /lib/i686/libc.so.6 (0 x42000000) libattr.so.1 = /lib/libattr

10、.so.1 (0 x40033000) /lib/ld-linux.so.2 = /lib/ld-linux.so.2 (0 x40000000) njtAquarius temp$,25,二進制工具（7）,gprof 根據(jù)程序執(zhí)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)（gmon.out）輸出profile信息，包括每個函數(shù)執(zhí)行時間、所占比例、調(diào)用關系等。 可用于分析程序的關鍵代碼，指導程序員進行優(yōu)化 使用方法 編譯：加-pg選項 執(zhí)行：產(chǎn)生gmon.out（二進制數(shù)據(jù)） 顯示：gprof program_name output,26,二進制工具（8）,gcov 另一個profiling工具，可以分析程序一次執(zhí)行過程中每

11、行源代碼的執(zhí)行數(shù)量、branch跳轉情況等。 可用于分析程序的關鍵代碼和構造testsuite 源代碼在gcc的包中，不屬于binutils 使用方法 編譯：加-fprofile-arcs -ftest-coverage選項，最好不加優(yōu)化選項 執(zhí)行：針對每個sourcefile產(chǎn)生sourcefile.bb、sourcefile.bbg、sourcefile.da（二進制數(shù)據(jù)） 顯示：gcov sourcefile.c 生成sourcefile.gcov,27,Unicore工具鏈,移植GNU工具鏈到unicore系統(tǒng) 兩套版本 uc1 gcc-2.95.3 + glibc-2.1.3 + binutils-2.10.1 uc2 gcc-3.2.1 + glibc-2.3.1 + binutils-2.13.2,28,Unicore工具鏈,使用方法 本地： 與在x86上的本地工具鏈幾乎沒有什么區(qū)別 交叉編譯： 命令前都加上前綴unicore32-linux-， 如unicor