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gcc是一组编译工具的总称，包括：C编译器、C++编译器、源码预处理程序和库文件。
1.生成一个程序
gcc hello.c -o hello 把hello.c编译成一个可执行程序
如果gcc hello.c 不指定输出名，生成一个a.out文件。
可以通过./hello或者./a.out来运行程序
2.gcc编译步骤（包括预处理preprocessor,编译compiler,汇编assemble,链接linker）
预处理：gcc -E hello.c -o hello.i 完成对代码的预处理
处理源文件中以“#”开头的预编译指令，包括：
– 处理所有条件预编译指令，如“#if”,“#ifdef”, “#endif”等
– 插入头文件到“#include”处，可以递归方式进行处理
– 删除所有的注释“//”和“/* */”
– 添加行号和文件名标识，以便编译时编译器产生调试用的行号信息
– 保留所有#pragma编译指令（编译器需要用）
• 经过预编译处理后，得到的是预处理文件（如，hello.i) ，
它还是一个可读的文本文件 ，但不包含任何宏定义
编译: gcc -S hello.i -o hello.s gcc –S hello.c –o hello.s 将源代码编译成汇编代码
• 编译过程就是将预处理后得到的预处理文件（如 hello.i）
进行 词法分析、语法分析、语义分析、优化后，生成汇编代码文
• 经过编译后，得到的汇编代码文件（如 hello.s）还是可读的文 本文件，CPU无法理解和执行它
gcc命令实际上是具体程序（如ccp、cc1、as等）的包装命令，
用户通过gcc命令来使用具体的预处理程序ccp、编译程序cc1和汇编程序as等
汇编：gcc -c hello.s -o hello.o , gcc -c hello.c -o hello.o , as hello.s -o hello.o
(as是一个汇编程序）将汇编代码转换成可重定位目标文件（二进制）
• 汇编程序（汇编器）用来将汇编语言源程序转换为机器指令序列 （机器语言程序）
• 汇编指令和机器指令一一对应，前者是后者的符号表示，它们都 属于机器级指令，
所构成的程序称为机器级代码
• 汇编结果是一个可重定位目标文件（如，hello.o），其中包含 的是
不可读的二进制代码，必须用相应的工具软件来查看其内容
链接：gcc hello.o -o hello
将目标代码和所需要的库链成一个完整的应用程序。
gcc的结果输出是后缀名不相关的，只与输入参数有关
为了构造可执行文件，连接器必须完成两个主要任务：
符号解析（symbol resolution)，重定位(relocation)
目标文件有三种形式：
• 可重定位目标文件。包含二进制代码和数据，其形式可以在编译时与其他可重定位
目标文件合并起来，创建一个可执行目标文件。
• 可执行目标文件。包括二进制代码和数据，其形式可以被直接复制到内存并执行。
• 共享目标文件。一种特殊类型的可重定位目标文件，可以在加载或者运行
时被动态的加载进内存并链接。
比如有两个源程序main.c和sum.c
使用gcc编译器并链接生成可执行程序p:gcc -O2 -g -o p main.c sum.c ./p
-O2：2级优化
-g：生成调试信息
-o：目标文件名
int buf[2] = {1, 2}; extern int buf[];
void swap(); int *bufp0 = &buf[0];
int main() static int *bufp1;
{ swap(); void swap() {
return 0; } int temp;bufp1 = &buf[1];temp = *bufp0;*bufp0 = *bufp1;*bufp1 = temp; }
1.读取ELF文件头 readelf -h main.c
在 readelf 的输出中：
第 1 行，ELF Header: 指名 ELF 文件头开始。
第 2 行，Magic 魔数，用来指名该文件是一个 ELF 目标文件。第一个字节 7F 是个固定的数；后面的 3 个字节正是 E, L, F 三个字母的 ASCII 形式。
第 3 行，CLASS 表示文件类型，这里是 64位的 ELF 格式。
第 4 行，Data 表示文件中的数据是按照什么格式组织(大端或小端)的，不同处理器平台数据组织格式可能就不同，如x86平台为小端存储格式。
第 5 行，当前 ELF 文件头版本号，这里版本号为 1 。
第 6 行，OS/ABI ，指出操作系统类型，ABI 是 Application Binary Interface 的缩写。
第 7 行，ABI 版本号，当前为 0 。
第 8 行，Type 表示文件类型。ELF 文件有 3 种类型，一种是如上所示的 Relocatable file 可重定位目标文件，一种是可执行文件(Executable)，另外一种是共享库(Shared Library) 。
第 9 行，机器平台类型。
第 10 行，当前目标文件的版本号。
第 11 行，程序的虚拟地址入口点。
第 12 行，与 11 行同理，这个目标文件没有 Program Headers。
第 13 行，sections 头开始处，这里 856 是十进制.。
第 14 行，是一个与处理器相关联的标志。
第 15 行，ELF 文件头的字节数。
第 16 行，因为这个不是可执行程序，故此处大小为 0。
第 17 行，同理于第 16 行。
第 18 行，sections header 的大小，这里每个 section 头大小为 64个字节。
第 19 行，一共有多少个 section 头，这里是 13个。
第 20 行，section 头字符串表索引号，从 Section Headers 输出部分可以看到其内容的偏移在 0xa0 处，从此处开始到0xcf 结束保存着各个 sections 的名字，如 .data，.text，.bss等。
2.读取节头表 readelf -S main.o
可重定位目标文件
| ELF头 |
| .text |
| .rodata |
| .data |
| .bss |
| .symtab |
| .rel.text |
| .rel.data |
| .debug |
| .line |
| .strtab |
| 节头部表
|
ELF 头
包括16字节标识信息、文件类型 (.o, exec, .so)、机器类型（如 IA-32）、 节头表的偏移、节头表的表项大小以及 表项个数 .text 节 编译后的代码部分
.rodata 节 只读数据，如 printf 格式串、switch 跳转表等
.data 节 已初始化的全局变量
.bss 节 未初始化全局变量，仅是占位符，不占 据任何实际磁盘空间。区分初始化和非 初始化是为了空间效率
.symtab 节 存放函数和全局变量 （符号表）信息 ， 它不包括局部变量
.rel.text 节 .text节的重定位信息，用于重新修改代 码段的指令中的地址信息
.rel.data 节 .data节的重定位信息，用于对被模块使 用或定义的全局变量进行重定位的信息
.debug 节 调试用符号表 (gcc -g)
strtab 节 包含symtab和debug节中符号及节名
Section header table（节头表） 每个节的节名、偏移和大小
以下以main.o为例子解释
Key to Flags:
W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings)
I (info), L (link order), G (group), x (unknown)
O (extra OS processing required) o (OS specific), p (processor specific)
可重定位目标文件中，每个可装入节的起始地址总是0
3.符号表机制 readelf -s main.o
可以看出全局变量,静态全局变量，静态局部变量,
全局函数名都会出现在符号表中,而局部变量不会被保存在符号表中。
