01 GCC—从高级语言到机器语言的过程

GCC

命令gcc指的就是GCC C编译器 gcc命令调用了一整套的程序，将源代码转化成可执行代码。

• C预处理器：扩展源代码，插入所有用#include命令指定的文件，并扩展所有用#define声明指定的宏

• 编译器：转汇编代码

• 汇编器：将汇编代码转成二进制目标代码文件（目标代码是机器代码的一种形式，包含了所有指令的二进制表示，但还没有填入全局值的地址）

• 链接器：将目标代码文件与实现库函数(如printf)的代码合并，并产生最终的可执行代码文件

示例

1. mstore.c示例

   // mstore.c
   long mult2(long, long);

   void multstore(long x, long y, long *dest)
   {
   long t = mult2(x, y);
   *dest = t;
   }

通过objump可以查看机器代码文件内容(反汇编器)，而反汇编器只是基于机器代码文件中的字节序列来确定汇编代码，它并不需要访问该程序的源代码或汇编代码，如下所示：

而设计指令格式的方式是，从某个给定位置开始，可以将字节唯一地解码成机器指令。比如，只有指令 push %rbx是以字节53开始的

1. main.c示例 生成实际可执行的代码需要对一组目标代码文件运行链接器，而这一组目标代码文件中必须含有一个main函数

   #include<stdio.h>

   void multstore(long, long, long *);

   int main()
   {
   long d;
   multstore(2, 3, &d);
   printf("2 * 3 == %ld\n", d);
   return 0;
   }

   long mult2(long a, long b)
   {
   long s = a * b;
   return s;
   }

接下来我们就可以生成可执行文件了

我们依旧可以用objdump反汇编prog文件

我们可以看到这段和之前几乎完全一样。主要区别是call的调用地址不同

c程序与汇编的结合

因为有一些机器特性是C程序访问不到的，我们有两种方法去解决这个问题：

1. 编写完整的函数，放进一个独立的汇编代码文件中，让汇编器和链接器把它和C代码合并起来

2. 用GCC的内联汇编特性，用asm伪指令可以在C程序中包含简短的汇编代码

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