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第四部分: 工具

1. GCC

1.1 预处理

输出预处理结果到文件。

$ gcc -E main.c -o main.i

保留文件头注释。

$ gcc -C -E main.c -o main.i

参数 -Dname 定义宏 (源文件中不能定义该宏),-Uname 取消 GCC 设置中定义的宏。

$ tail -n 10 main.c

int main(int argc, char* argv[])
{
    #if __MY__
    printf("a");
    #else
    printf("b");
    #endif
    return EXIT_SUCCESS;
}

$ gcc -E main.c -D__MY__ | tail -n 10

int main(int argc, char* argv[])
{
    printf("a");
    return 0;
}

-Idirectory 设置头文件(.h)的搜索路径。

$ gcc -g -I./lib -I/usr/local/include/cbase main.c mylib.c

查看依赖文件。

$ gcc -M -I./lib main.c
$ gcc -MM -I./lib main.c # 忽略标准库

1.2 汇编

我们可以将 C 源代码编译成汇编语言 (.s)。

$ gcc -S main.c
$ head -n 20 main.s
    .file "main.c"
    .section .rodata
.LC0:
    .string "Hello, World!"
    .text
.globl main
    .type main, @function
main:
    pushl %ebp
    movl %esp, %ebp
    andl $-16, %esp
    subl $16, %esp
    movl $.LC0, (%esp)
    call test
    movl $0, %eax
    leave
    ret
    .size main, .-main
    .ident "GCC: (Ubuntu 4.4.1-4ubuntu9) 4.4.1"
    .section .note.GNU-stack,"",@progbits

使用 -fverbose-asm 参数可以获取变量注释。如果需要指定汇编格式,可以使用 "-masm=intel"参数。

1.3 链接

参数 -c 仅生成目标文件 (.o),然后需要调用链接器 (link) 将多个目标文件链接成单一可执行文件。

$ gcc -g -c main.c mylib.c

参数 -l 链接其他库,比如 -lpthread 链接 libpthread.so。或指定 -static 参数进行静态链接。我们还可以直接指定链接库 (.so, .a) 完整路径。

$ gcc -g -o test main.c ./libmy.so ./libtest.a

$ ldd ./test
    linux-gate.so.1 => (0xb7860000)
    ./libmy.so (0xb785b000)
    libc.so.6 => /lib/tls/i686/cmov/libc.so.6 (0xb7710000)
    /lib/ld-linux.so.2 (0xb7861000)

另外一种做法就是用 -L 指定库搜索路径。

$ gcc -g -o test -L/usr/local/lib -lgdsl main.c

$ ldd ./test
    linux-gate.so.1 => (0xb77b6000)
    libgdsl.so.1 => /usr/local/lib/libgdsl.so.1 (0xb779b000)
    libc.so.6 => /lib/tls/i686/cmov/libc.so.6 (0xb7656000)
    /lib/ld-linux.so.2 (0xb77b7000)

1.4 动态库

使用 "-fPIC -shared" 参数生成动态库。

$ gcc -fPIC -c -O2 mylib.c

$ gcc -shared -o libmy.so mylib.o

$ nm libmy.so
... ...
00000348 T _init
00002010 b completed.6990
00002014 b dtor_idx.6992
... ...
0000047c T test

静态库则需要借助 ar 工具将多个目标文件 (.o) 打包。

c$ gcc -c mylib.c

$ ar rs libmy.a mylib.o
ar: creating libmy.a

1.5 优化

参数 -O0 关闭优化 (默认);-O1 (或 -O) 让可执行文件更小,速度更快;-O2 采用几乎所有的优化手段。

$ gcc -O2 -o test main.c mylib.c

1.6 调试

参数 -g 在对象文件 (.o) 和执行文件中生成符号表和源代码行号信息,以便使用 gdb 等工具进行调试。

$ gcc -g -o test main.c mylib.c

$ readelf -S test
There are 38 section headers, starting at offset 0x18a8:

Section Headers:
    [Nr] Name Type Addr Off Size ES Flg Lk Inf Al
    ... ...
    [27] .debug_aranges PROGBITS 00000000 001060 000060 00 0 0 8
    [28] .debug_pubnames PROGBITS 00000000 0010c0 00005b 00 0 0 1
    [29] .debug_info PROGBITS 00000000 00111b 000272 00 0 0 1
    [30] .debug_abbrev PROGBITS 00000000 00138d 00014b 00 0 0 1
    [31] .debug_line PROGBITS 00000000 0014d8 0000f1 00 0 0 1
    [32] .debug_frame PROGBITS 00000000 0015cc 000058 00 0 0 4
    [33] .debug_str PROGBITS 00000000 001624 0000d5 01 MS 0 0 1
    [34] .debug_loc PROGBITS 00000000 0016f9 000058 00 0 0 1
    ... ...

参数 -pg 会在程序中添加性能分析 (profiling) 函数,用于统计程序中最耗费时间的函数。程序执行后,统计信息保存在 gmon.out 文件中,可以用 gprof 命令查看结果。

$ gcc -g -pg main.c mylib.c

2. GDB

作为内置和最常用的调试器,GDB 显然有着无可辩驳的地位。熟练使用 GDB,就好像所有 Linux 下的开发人员建议你用 VIM 一样,是个很 "奇怪" 的情节。

测试用源代码。

#include <stdio.h>
int test(int a, int b)
{
    int c = a + b;
    return c;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    int a = 0x1000;
    int b = 0x2000;
    int c = test(a, b);
    printf("%d\n", c);

    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

编译命令 (注意使用 -g 参数生成调试符号):

$ gcc -g -o hello hello.c

开始调试:

$ gdb hello

GNU gdb 6.8-debian
Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc.
This GDB was configured as "i486-linux-gnu"...

(gdb)

2.1 源码

在调试过程中查看源代码是必须的。list (缩写 l) 支持多种方式查看源码。

(gdb) l # 显示源代码

2
3 int test(int a, int b)
4 {
5       int c = a + b;
6       return c;
7 }
8
9 int main(int argc, char* argv[])
10 {
11      int a = 0x1000;

(gdb) l # 继续显示

12      int b = 0x2000;
13      int c = test(a, b);
14      printf("%d\n", c);
15
16      printf("Hello, World!\n");
17      return 0;
18 }

(gdb) l 3, 10 # 显示特定范围的源代码

3 int test(int a, int b)
4 {
5       int c = a + b;
6       return c;
7 }
8
9 int main(int argc, char* argv[])
10 {

(gdb) l main # 显示特定函数源代码
5       int c = a + b;
6       return c;
7 }
8
9 int main(int argc, char* argv[])
10 {
11      int a = 0x1000;
12      int b = 0x2000;
13      int c = test(a, b);
14      printf("%d\n", c);

可以用如下命令修改源代码显示行数。

(gdb) set listsize 50

2.2 断点

可以使用函数名或者源代码行号设置断点。

(gdb) b main # 设置函数断点
Breakpoint 1 at 0x804841b: file hello.c, line 11.

(gdb) b 13 # 设置源代码行断点
Breakpoint 2 at 0x8048429: file hello.c, line 13.

(gdb) b # 将下一行设置为断点 (循环、递归等调试很有用)
Breakpoint 5 at 0x8048422: file hello.c, line 12.

(gdb) tbreak main # 设置临时断点 (中断后失效)
Breakpoint 1 at 0x804841b: file hello.c, line 11.

(gdb) info breakpoints # 查看所有断点

Num Type Disp Enb Address What
2 breakpoint keep y 0x0804841b in main at hello.c:11
3 breakpoint keep y 0x080483fa in test at hello.c:5

(gdb) d 3 # delete: 删除断点 (还可以用范围 "d 1-3",无参数时删除全部断点)
(gdb) disable 2 # 禁用断点 (还可以用范围 "disable 1-3")
(gdb) enable 2 # 启用断点 (还可以用范围 "enable 1-3")
(gdb) ignore 2 1 # 忽略 2 号中断 1 次

当然少不了条件式中断。

(gdb) b test if a == 10
Breakpoint 4 at 0x80483fa: file hello.c, line 5.

(gdb) info breakpoints

Num Type Disp Enb Address What
4   breakpoint keep y 0x080483fa in test at hello.c:5
    stop only if a == 10

可以用 condition 修改条件,注意表达式不包含 if。

(gdb) condition 4 a == 30

(gdb) info breakpoints

Num Type Disp Enb Address What
2   breakpoint keep y 0x0804841b in main at hello.c:11
    ignore next 1 hits
4   breakpoint keep y 0x080483fa in test at hello.c:5
    stop only if a == 30

2.3 执行

通常情况下,我们会先设置 main 入口断点。

(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x804841b: file hello.c, line 11.

(gdb) r # 开始执行 (Run)
Starting program: /home/yuhen/Learn.c/hello
Breakpoint 1, main () at hello.c:11
11 int a = 0x1000;

(gdb) n # 单步执行 (不跟踪到函数内部, Step Over)
12 int b = 0x2000;

(gdb) n
13 int c = test(a, b);

(gdb) s # 单步执行 (跟踪到函数内部, Step In)
test (a=4096, b=8192) at hello.c:5
5 int c = a + b;

(gdb) finish # 继续执行直到当前函数结束 (Step Out)

Run till exit from #0 test (a=4096, b=8192) at hello.c:5
0x0804843b in main () at hello.c:13
13 int c = test(a, b);
Value returned is $1 = 12288

(gdb) c # Continue: 继续执行,直到下一个断点。

Continuing.
12288
Hello, World!

Program exited normally.

2.4 堆栈

查看调用堆栈无疑是调试过程中非常重要的事情。

(gdb) where # 查看调用堆栈 (相同作用的命令还有 info s 和 bt)

#0 test (a=4096, b=8192) at hello.c:5
#1 0x0804843b in main () at hello.c:13

(gdb) frame # 查看当前堆栈帧,还可显示当前代码

#0 test (a=4096, b=8192) at hello.c:5
5 int c = a + b;

(gdb) info frame # 获取当前堆栈帧更详细的信息

Stack level 0, frame at 0xbfad3290:
    eip = 0x80483fa in test (hello.c:5); saved eip 0x804843b
    called by frame at 0xbfad32c0
    source language c.
    Arglist at 0xbfad3288, args: a=4096, b=8192
    Locals at 0xbfad3288, Previous frame's sp is 0xbfad3290
    Saved registers:
    ebp at 0xbfad3288, eip at 0xbfad328c

可以用 frame 修改当前堆栈帧,然后查看其详细信息。

(gdb) frame 1
#1 0x0804843b in main () at hello.c:13
13 int c = test(a, b);

(gdb) info frame

Stack level 1, frame at 0xbfad32c0:
    eip = 0x804843b in main (hello.c:13); saved eip 0xb7e59775
    caller of frame at 0xbfad3290
    source language c.
    Arglist at 0xbfad32b8, args:
    Locals at 0xbfad32b8, Previous frame's sp at 0xbfad32b4
    Saved registers:
        ebp at 0xbfad32b8, eip at 0xbfad32bc

2.5 变量和参数

(gdb) info locals # 显示局部变量
c = 0

(gdb) info args # 显示函数参数(自变量)
a = 4096
b = 8192

我们同样可以切换 frame,然后查看不同堆栈帧的信息。

(gdb) p a # print 命令可显示局部变量和参数值
$2 = 4096

(gdb) p/x a # 十六进制输出
$10 = 0x1000

(gdb) p a + b # 还可以进行表达式计算
$5 = 12288

x 命令内存输出格式:

  • d: 十进制
  • u: 十进制无符号
  • x: 十六进制
  • o: 八进制
  • t: 二进制
  • c: 字符
  • set variable 可用来修改变量值。

(gdb) set variable a=100

(gdb) info args
a = 100
b = 8192

2.6 内存及寄存器

x 命令可以显示指定地址的内存数据。

格式: x/nfu [address]
  • n: 显示内存单位 (组或者行)。
  • f: 格式 (除了 print 格式外,还有 字符串 s 和 汇编 i)。
  • u: 内存单位 (b: 1字节; h: 2字节; w: 4字节; g: 8字节)。
(gdb) x/8w 0x0804843b # 按四字节(w)显示 8 组内存数据

0x804843b <main+49>: 0x8bf04589 0x4489f045 0x04c70424 0x04853024
0x804844b <main+65>: 0xfecbe808 0x04c7ffff 0x04853424 0xfecfe808

(gdb) x/8i 0x0804843b # 显示 8 行汇编指令

0x804843b <main+49>: mov DWORD PTR [ebp-0x10],eax
0x804843e <main+52>: mov eax,DWORD PTR [ebp-0x10]
0x8048441 <main+55>: mov DWORD PTR [esp+0x4],eax
0x8048445 <main+59>: mov DWORD PTR [esp],0x8048530
0x804844c <main+66>: call 0x804831c <printf@plt>
0x8048451 <main+71>: mov DWORD PTR [esp],0x8048534
0x8048458 <main+78>: call 0x804832c <puts@plt>
0x804845d <main+83>: mov eax,0x0

(gdb) x/s 0x08048530 # 显示字符串

0x8048530: "%d\n"

除了通过 "info frame" 查看寄存器值外,还可以用如下指令。

(gdb) info registers # 显示所有寄存器数据

eax 0x1000 4096
ecx 0xbfad32d0 -1079168304
edx 0x1 1
ebx 0xb7fa1ff4 -1208344588
esp 0xbfad3278 0xbfad3278
ebp 0xbfad3288 0xbfad3288
esi 0x8048480 134513792
edi 0x8048340 134513472
eip 0x80483fa 0x80483fa <test+6>
eflags 0x286 [ PF SF IF ]
cs 0x73 115
ss 0x7b 123
ds 0x7b 123
es 0x7b 123
fs 0x0 0
gs 0x33 51

(gdb) p $eax # 显示单个寄存器数据
$11 = 4096

2.7 反汇编

我对 AT&T 汇编不是很熟悉,还是设置成 intel 格式的好。

(gdb) set disassembly-flavor intel # 设置反汇编格式
(gdb) disass main # 反汇编函数

Dump of assembler code for function main:
0x0804840a <main+0>: lea ecx,[esp+0x4]
0x0804840e <main+4>: and esp,0xfffffff0
0x08048411 <main+7>: push DWORD PTR [ecx-0x4]
0x08048414 <main+10>: push ebp
0x08048415 <main+11>: mov ebp,esp
0x08048417 <main+13>: push ecx
0x08048418 <main+14>: sub esp,0x24
0x0804841b <main+17>: mov DWORD PTR [ebp-0x8],0x1000
0x08048422 <main+24>: mov DWORD PTR [ebp-0xc],0x2000
0x08048429 <main+31>: mov eax,DWORD PTR [ebp-0xc]
0x0804842c <main+34>: mov DWORD PTR [esp+0x4],eax
0x08048430 <main+38>: mov eax,DWORD PTR [ebp-0x8]
0x08048433 <main+41>: mov DWORD PTR [esp],eax
0x08048436 <main+44>: call 0x80483f4 <test>
0x0804843b <main+49>: mov DWORD PTR [ebp-0x10],eax
0x0804843e <main+52>: mov eax,DWORD PTR [ebp-0x10]
0x08048441 <main+55>: mov DWORD PTR [esp+0x4],eax
0x08048445 <main+59>: mov DWORD PTR [esp],0x8048530
0x0804844c <main+66>: call 0x804831c <printf@plt>
0x08048451 <main+71>: mov DWORD PTR [esp],0x8048534
0x08048458 <main+78>: call 0x804832c <puts@plt>
0x0804845d <main+83>: mov eax,0x0
0x08048462 <main+88>: add esp,0x24
0x08048465 <main+91>: pop ecx
0x08048466 <main+92>: pop ebp
0x08048467 <main+93>: lea esp,[ecx-0x4]
0x0804846a <main+96>: ret
End of assembler dump.

可以用 "b *address" 设置汇编断点,然后用 si 和 ni 进行汇编级单步执行,这对于分析指针和寻址非常有用。

2.8 进程

查看进程相关信息,尤其是 maps 内存数据是非常有用的。

(gdb) help info proc stat

Show /proc process information about any running process.
Specify any process id, or use the program being debugged by default.
Specify any of the following keywords for detailed info:
    mappings -- list of mapped memory regions.
    stat -- list a bunch of random process info.
    status -- list a different bunch of random process info.
    all -- list all available /proc info.

(gdb) info proc mappings !# 相当于 cat /proc/{pid}/maps

process 22561
cmdline = '/home/yuhen/Learn.c/hello'
cwd = '/home/yuhen/Learn.c'
exe = '/home/yuhen/Learn.c/hello'
Mapped address spaces:

    Start Addr End Addr Size Offset objfile
    0x8048000 0x8049000 0x1000 0 /home/yuhen/Learn.c/hello
    0x8049000 0x804a000 0x1000 0 /home/yuhen/Learn.c/hello
    0x804a000 0x804b000 0x1000 0x1000 /home/yuhen/Learn.c/hello
    0x8a33000 0x8a54000 0x21000 0x8a33000 [heap]
    0xb7565000 0xb7f67000 0xa02000 0xb7565000
    0xb7f67000 0xb80c3000 0x15c000 0 /lib/tls/i686/cmov/libc-2.9.so
    0xb80c3000 0xb80c4000 0x1000 0x15c000 /lib/tls/i686/cmov/libc-2.9.so
    0xb80c4000 0xb80c6000 0x2000 0x15c000 /lib/tls/i686/cmov/libc-2.9.so
    0xb80c6000 0xb80c7000 0x1000 0x15e000 /lib/tls/i686/cmov/libc-2.9.so
    0xb80c7000 0xb80ca000 0x3000 0xb80c7000
    0xb80d7000 0xb80d9000 0x2000 0xb80d7000
    0xb80d9000 0xb80da000 0x1000 0xb80d9000 [vdso]
    0xb80da000 0xb80f6000 0x1c000 0 /lib/ld-2.9.so
    0xb80f6000 0xb80f7000 0x1000 0x1b000 /lib/ld-2.9.so
    0xb80f7000 0xb80f8000 0x1000 0x1c000 /lib/ld-2.9.so
    0xbfee2000 0xbfef7000 0x15000 0xbffeb000 [stack]

2.9 线程

可以在 pthread_create 处设置断点,当线程创建时会生成提示信息。

(gdb) c

Continuing.
[New Thread 0xb7e78b70 (LWP 2933)]

(gdb) info threads # 查看所有线程列表

* 2 Thread 0xb7e78b70 (LWP 2933) test (arg=0x804b008) at main.c:24
1 Thread 0xb7e796c0 (LWP 2932) 0xb7fe2430 in __kernel_vsyscall ()

(gdb) where # 显示当前线程调用堆栈

#0 test (arg=0x804b008) at main.c:24
#1 0xb7fc580e in start_thread (arg=0xb7e78b70) at pthread_create.c:300
#2 0xb7f478de in clone () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/i386/clone.S:130

(gdb) thread 1 # 切换线程

[Switching to thread 1 (Thread 0xb7e796c0 (LWP 2932))]#0 0xb7fe2430 in __kernel_vsyscall ()

(gdb) where # 查看切换后线程调用堆栈

#0 0xb7fe2430 in __kernel_vsyscall ()
#1 0xb7fc694d in pthread_join (threadid=3085405040, thread_return=0xbffff744) at pthread_join.c:89
#2 0x08048828 in main (argc=1, argv=0xbffff804) at main.c:36

2.10 其他

调试子进程。

(gdb) set follow-fork-mode child

临时进入 Shell 执行命令,Exit 返回。

(gdb) shell

调试时直接调用函数。

(gdb) call test("abc")

使用 "--tui" 参数,可以在终端窗口上部显示一个源代码查看窗。

$ gdb --tui hello

查看命令帮助。

(gdb) help b

最后就是退出命令。

(gdb) q

和 Linux Base Shell 习惯一样,对于记不住的命令,可以在输入前几个字母后按 Tab 补全。

2.11 Core Dump

在 Windows 下我们已经习惯了用 Windbg 之类的工具调试 dump 文件,从而分析并排除程序运行时错误。在 Linux 下我们同样可以完成类似的工作 —— Core Dump。

我们先看看相关的设置。

$ ulimit -a

core file size (blocks, -c) 0
data seg size (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority (-e) 20
file size (blocks, -f) unlimited
pending signals (-i) 16382
max locked memory (kbytes, -l) 64
max memory size (kbytes, -m) unlimited
open files (-n) 1024
pipe size (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues (bytes, -q) 819200
real-time priority (-r) 0
stack size (kbytes, -s) 8192
cpu time (seconds, -t) unlimited
max user processes (-u) unlimited
virtual memory (kbytes, -v) unlimited
file locks (-x) unlimited

"core file size (blocks, -c) 0" 意味着在程序崩溃时不会生成 core dump 文件,我们需要修改一下设置。如果你和我一样懒得修改配置文件,那么就输入下面这样命令吧。

$ sudo sh -c "ulimit -c unlimited; ./test" # test 是可执行文件名。

等等…… 我们还是先准备个测试目标。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void test()
{
    char* s = "abc";
    *s = 'x';
}

int main(int argc, char** argv)
{
    test();
    return (EXIT_SUCCESS);
}

很显然,我们在 test 里面写了一个不该写的东东,这无疑会很严重。生成可执行文件后,执行上面的命令。

$ sudo sh -c "ulimit -c unlimited; ./test"

Segmentation fault (core dumped)

$ ls -l

total 96
-rw------- 1 root root 167936 2010-01-06 13:30 core
-rwxr-xr-x 1 yuhen yuhen 9166 2010-01-06 13:16 test

这个 core 文件就是被系统 dump 出来的,我们分析目标就是它了。

$ sudo gdb test core

GNU gdb (GDB) 7.0-ubuntu
Copyright (C) 2009 Free Software Foundation, Inc.

Reading symbols from .../dist/Debug/test...done.

warning: Can't read pathname for load map: Input/output error.
Reading symbols from /lib/tls/i686/cmov/libpthread.so.0... ...done.
(no debugging symbols found)...done.
Loaded symbols for /lib/tls/i686/cmov/libpthread.so.0
Reading symbols from /lib/tls/i686/cmov/libc.so.6... ...done.
(no debugging symbols found)...done.
Loaded symbols for /lib/tls/i686/cmov/libc.so.6
Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2... ...done.
(no debugging symbols found)...done.
Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2

Core was generated by `./test'.
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
#0 0x080483f4 in test () at main.c:16

warning: Source file is more recent than executable.
16 *s = 'x';

最后这几行提示已经告诉我们错误的原因和代码位置,接下来如何调试就是 gdb 的技巧了,可以先输入 where 看看调用堆栈。

(gdb) where

#0 0x080483f4 in test () at main.c:16
#1 0x08048401 in main (argc=1, argv=0xbfd53e44) at main.c:22

(gdb) p s
$1 = 0x80484d0 "abc"

(gdb) info files

Symbols from ".../dist/Debug/test".
Local core dump file:

Local exec file:
    `.../dist/Debug/test', file type elf32-i386.
    Entry point: 0x8048330
    0x08048134 - 0x08048147 is .interp
    ... ...
    0x08048330 - 0x080484ac is .text
    0x080484ac - 0x080484c8 is .fini
    0x080484c8 - 0x080484d4 is .rodata

很显然 abc 属于 .rodata,严禁调戏。

附:如果你调试的是 Release (-O2) 版本,而且删除(strip)了符号表,那还是老老实实数汇编代码吧。可见用 Debug 版本试运行是很重要滴!!!

3. VIM

Unix-like 环境下最常用的编辑器,应该掌握最基本的快捷键操作。

在 OSX 下可以用 macvim 代替,毕竟图形化界面要更方便一点。

全局配置文件:/etc/vim/vimrc 用户配置文件:~/.vimrc

" 显示行号
set nu

" 高亮当前行
set cursorline

" 用空格代替Tab
set expandtab

" 自动缩进
set autoindent
set smartindent
set smarttab
set cindent

" 缩进宽度
set tabstop=4
set shiftwidth=4

" 语法高亮
syntax on

" 禁止在 Makefile 中将 Tab 转换成空格
autocmd FileType make set noexpandtab

4. Make

一个完整的 Makefile 通常由 "显式规则"、"隐式规则"、"变量定义"、"指示符"、"注释" 五部分组成。

  • 显式规则: 描述了在何种情况下如何更新一个或多个目标文件。
  • 隐式规则: make 默认创建目标文件的规则。(可重写)
  • 变量定义: 类似 shell 变量或 C 宏,用一个简短名称代表一段文本。
  • 指示符: 包括包含(include)、条件执行、宏定义(多行变量)等内容。
  • 注释: 字符 "#" 后的内容被当作注释。

(1) 在工作目录按 "GNUmakefile、makefile、Makefile (推荐)" 顺序查找执行,或 -f 指定。 (2) 如果不在 make 命令行显式指定目标规则名,则默认使用第一个有效规则。 (3) Makefile 中 $、# 有特殊含义,可以进行转义 "#"、"$$"。 (4) 可以使用 \ 换行 (注释行也可以使用),但其后不能有空格,新行同样必须以 Tab 开头和缩进。

注意: 本文中提到的目标文件通常是 ".o",类似的还有源文件 (.c)、头文件 (.h) 等。

4.1 规则

规则组成方式:

target...: prerequisites...
    command
    ...
  • target: 目标。
  • prerequisites: 依赖列表。文件名列表 (空格分隔,通常是 ".o, .c, .h",可使用通配符)。
  • command: 命令行。shell 命令或程序,且必须以 TAB 开头 (最容易犯的错误)。

没有命令行的规则只能指示依赖关系,没有依赖项的规则指示 "如何" 构建目标,而非 "何时" 构建。

目标的依赖列表可以通过 GCC -MM 参数获得。

规则处理方式:

  • 目标文件不存在,使用其规则 (显式或隐式规则) 创建。
  • 目标文件存在,但如果任何一个依赖文件比目标文件修改时间 "新",则重新创建目标文件。
  • 目标文件存在,且比所有依赖文件 "新",则什么都不做。

4.1.1 隐式规则

当我们不编写显式规则时,隐式规则就会生效。当然我们可以修改隐式规则的命令。

%.o: %.c
    $(CC) $(CFLAGS) -o $@ -c $<

未定义规则或者不包含命令的规则都会使用隐式规则。

# 隐式规则
%.o: %.c
    @echo $<
    @echo $^
    $(CC) $(CFLAGS) -o $@ -c $<

all: test.o main.o
    $(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o $(OUT) $^

main.o: test.o test.h

输出:

$ make

./lib/test.c
./lib/test.c
gcc -Wall -g -std=c99 -I./lib -I./src -o test.o -c ./lib/test.c

./src/main.c
./src/main.c test.o ./lib/test.h
gcc -Wall -g -std=c99 -I./lib -I./src -o main.o -c ./src/main.c

gcc -Wall -g -std=c99 -I./lib -I./src -lpthread -o test test.o main.o

test.o 规则不存在,使用隐式规则。main.o 没有命令,使用隐式规则的同时,还会合并依赖列表。

可以有多个隐式规则,比如:

%.o: %.c
    ...
%o: %c %h
    ...

4.1.2 模式规则

在隐式规则前添加特定的目标,就形成了模式规则。

test.o main.o: %.o: %.c
    $(CC) $(CFLAGS) -o $@ -c $<

4.1.3 搜索路径

在实际项目中我们通常将源码文件分散在多个目录中,将这些路径写入 Makefile 会很麻烦,此时可以考虑用 VPATH 变量指定搜索路径。

all: lib/test.o src/main.o
    $(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o $(OUT) $^

改写成 VPATH 方式后,要调整项目目录就简单多了。

# 依赖目标搜索路径
VPATH = ./src:./lib

# 隐式规则
%.o:%.c
    -@echo "source file: $<"
    $(CC) $(CFLAGS) -o $@ -c $<

all:test.o main.o
    $(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o $(OUT) $^

执行:

$ make

source file: ./lib/test.c
gcc -Wall -g -std=c99 -I./lib -I./src -o test.o -c ./lib/test.c

source file: ./src/main.c
gcc -Wall -g -std=c99 -I./lib -I./src -o main.o -c ./src/main.c

gcc -Wall -g -std=c99 -I./lib -I./src -lpthread -o test test.o main.o

还可使用 make 关键字 vpath。比 VPATH 变量更灵活,甚至可以单独为某个文件定义路径。

vpath %.c ./src:./lib # 定义匹配模式(%匹配任意个字符)和搜索路径。
vpath %.c # 取消该模式
vpath # 取消所有模式

相同的匹配模式可以定义多次,make 会按照定义顺序搜索这多个定义的路径。

vpath %.c ./src
vpath %.c ./lib
vpath %.h ./lib

VPATH 和 vpath 定义的搜索路径仅对 makefile 规则有效,对 gcc/g++ 命令行无效,比如不能用它定义命令行头文件搜索路径参数。

4.1.4 伪目标

当我们为了执行命令而非创建目标文件时,就会使用伪目标了,比如 clean。伪目标总是被执行。

clean:
    -rm *.o
.PHONY: clean

使用 "-" 前缀可以忽略命令错误,".PHONY" 的作用是避免和当前目录下的文件名冲突 (可能引发隐式规则)。

4.2 命令

每条命令都在一个独立 shell 环境中执行,如希望在同一 shell 执行,可以用 ";" 将命令写在一行。

test:
    cd test; cp test test.bak

提示: 可以用 "\" 换行,如此更美观一些。

默认情况下,多行命令会顺序执行。但如果命令出错,默认会终止后续执行。可以添加 "-" 前缀来忽略命令错误。另外还可以添加 "@" 来避免显示命令行本身。

all: test.o main.o
    @echo "build ..."
    @$(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o $(OUT) $^

执行其他规则:

all: test.o main.o
    $(MAKE) info
    @$(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o $(OUT) $^

info:
    @echo "build..."

4.3 变量

Makefile 支持类似 shell 的变量功能,相当于 C 宏,本质上就是文本替换。 变量名区分大小写。变量名建议使用字母、数字和下划线组成。引用方式 $(var) 或 ${var}。引用未定义变量时,输出空。

4.3.1 变量定义

首先注意的是 "=" 和 ":=" 的区别。

  • = : 递归展开变量,仅在目标展开时才会替换,也就是说它可以引用在后面定义的变量。
  • := : 直接展开变量,在定义时就直接展开,它无法后置引用。
A = "a: $(C)"
B := "b: $(C)"
C = "haha..."

all:
    @echo $A
    @echo $B

输出:

$ make

a: haha...
b:

由于 B 定义时 C 尚未定义,所以直接展开的结果就是空。修改一下,再看。

C = "none..."
A = "a: $(C)"
B := "b: $(C)"
C = "haha..."

all:
    @echo $A
    @echo $B

输出:

$ make

a: haha...
b: none...

可见 A 和 B 的展开时机的区别。

除了使用 "="、":=" 外,还可以用 "define ... endef" 定义多行变量 (宏,递归展开,只需在调用时添加 @ 即可)。

define help
    echo ""
    echo " make release : Build release version."
    echo " make clean : Clean templ files."
    echo ""
endef

debug:
    @echo "Build debug version..."
    @$(help)
    @$(MAKE) $(OUT) DEBUG=1

release:
    @echo "Build release version..."
    @$(help)
    @$(MAKE) clean $(OUT)

4.3.2 操作符

"?=" 表示变量为空或未定义时才进行赋值操作。

A ?= "a"

A ?= "A"
B = "B"

all:
    @echo $A
    @echo $B

输出:

$ make

a
B

"+=" 追加变量值。注意变量展开时机。

A = "$B"
A += "..."
B = "haha"

all:
    @echo $A

输出:

$ make
haha ...

4.3.3 替换引用

使用 "$(VAR:A=B)" 可以将变量 VAR 中所有以 A 结尾的单词替换成以 B 结尾。

A = "a.o b.o c.o"

all:
    @echo $(A:o=c)

输出:

$ make
a.c b.c c.o

4.3.4 命令行变量

命令行变量会替换 Makefile 中定义的变量值,除非使用 override。

A = "aaa"
override B = "bbb"
C += "ccc"
override D += "ddd"

all:
    @echo $A
    @echo $B
    @echo $C
    @echo $D

执行:

$ make A="111" B="222" C="333" D="444"

111
bbb
333
444 ddd

我们注意到追加方式在使用 override 后才和命令行变量合并。

4.3.5 目标变量

仅在某个特定目标中生效,相当于局部变量。

test1: A = "abc"

test1:
    @echo "test1" $A

test2:
    @echo "test2" $A

输出:

$ make test1 test2

test1 abc
test2

还可以定义模式变量。

test%: A = "abc"

test1:
    @echo "test1" $A

test2:
    @echo "test2" $A

输出:

$ make test1 test2

test1 abc
test2 abc

4.3.6 自动化变量

  • $? : 比目标新的依赖项。
  • $@ : 目标名称。
  • $< : 第一个依赖项名称 (搜索后路径)。
  • $^ : 所有依赖项 (搜索后路径,排除重复项)。

4.3.7 通配符

在变量定义中使用通配符则需要借助 wildcard。

FILES = $(wildcard *.o)

all:
    @echo $(FILES)

4.3.8 环境变量

和 shell 一样,可以使用 "export VAR" 将变量设定为环境变量,以便让命令和递归调用的 make 命令能接收到参数。

例如: 使用 GCC C_INCLUDE_PATH 环境变量来代替 -I 参数。

C_INCLUDE_PATH := ./lib:/usr/include:/usr/local/include
export C_INCLUDE_PATH

4.4 条件

没有条件判断是不行滴。

CFLAGS = -Wall -std=c99 $(INC_PATHS)
ifdef DEBUG
    CFLAGS += -g
else
    CFLAGS += -O3
endif

类似的还有: ifeq、ifneq、ifndef 格式: ifeq (ARG1, ARG2) 或 ifeq "ARG1" "ARG2"

# DEBUG == 1
ifeq "$(DEBUG)" "1"
    ...
else
    ...
endif

# DEBUG 不为空
ifneq ($(DEBUG), )
    ...
else
    ...
endif

实际上,我们可以用 if 函数来代替。相当于编程语言中的三元表达式 "?:"。

CFLAGS = -Wall $(if $(DEBUG), -g, -O3) -std=c99 $(INC_PATHS)

4.5 函数

*nix 下的 "配置" 都有点 "脚本语言" 的感觉。

make 支持函数的使用,调用方法 "$(function args)" 或 "${function args}"。多个参数之间用"," (多余的空格可能会成为参数的一部分)。

例如: 将 "Hello, World!" 替换成 "Hello, GNU Make!"。

A = Hello, World!
all:
    @echo $(subst World, GUN Make, $(A))

注意: 字符串没有用引号包含起来,如果字符串中有引号字符,使用 "\" 转义。

4.5.1 foreach

这个 foreach 很好,执行结果输出 "[1] [2] [3]"。

A = 1 2 3
all:
    @echo $(foreach x,$(A),[$(x)])

4.5.2 call

我们还可以自定义一个函数,其实就是用一个变量来代替复杂的表达式,比如对上面例子的改写。

A = x y z
func = $(foreach x, $(1), [$(x)])
all:
    @echo $(call func, $(A))
    @echo $(call func, 1 2 3)

传递的参数分别是 "$(1), $(2) ..."。

用 define 可以定义一个更复杂一点的多行函数。

A = x y z
define func
    echo "$(2): $(1) -> $(foreach x, $(1), [$(x)])"
endef

all:
    @$(call func, $(A), char)
    @$(call func, 1 2 3, num)

输出:

$ make

char: x y z -> [x] [y] [z]
num: 1 2 3 -> [1] [2] [3]

4.5.3 eval

eval 函数的作用是动态生成 Makefile 内容。

define func
    $(1) = $(1)...
endef

$(eval $(call func, A))
$(eval $(call func, B))

all:
    @echo $(A) $(B)

上面例子的执行结果实际上是 "动态" 定义了两个变量而已。当然,借用 foreach 可以更紧凑一些。

$(foreach x, A B, $(eval $(call func, $(x))))

4.5.4 shell

执行 shell 命令,这个非常实用。

A = $(shell uname)
all:
    @echo $(A)

更多的函数列表和详细信息请参考相关文档。

4.6 包含

include 指令会读取其他的 Makefile 文件内容,并在当前位置展开。通常使用 ".mk" 作为扩展名,支持文件名通配符,支持相对和绝对路径。

4.7 执行

Makefile 常用目标名:

  • all: 默认目标。
  • clean: 清理项目文件的伪目标。
  • install: 安装(拷贝)编译成功的项目文件。
  • tar: 创建源码压缩包。
  • dist: 创建待发布的源码压缩包。
  • tags: 创建 VIM 使用的 CTAGS 文件。
  • make 常用命令参数:

  • -n: 显示待执行的命令,但不执行。
  • -t: 更新目标文件时间戳,也就是说就算依赖项被修改,也不更新目标文件。
  • -k: 出错时,继续执行。
  • -B: 不检查依赖列表,强制更新目标。
  • -C: 执行 make 前,进入特定目录。让我们可以在非 Makefile 目录下执行 make 命令。
  • -e: 使用系统环境变量覆盖同名变量。
  • -i: 忽略命令错误。相当于 "-" 前缀。
  • -I: 指定 include 包含文件搜索目录。
  • -p: 显示所有 Makefile 和 make 的相关参数信息。
  • -s: 不显示执行的命令行。相当于 "@" 前缀。

顺序执行多个目标:

$ make clean debug

5. Scons

Scons 采用 Python 编写,用来替换 GNU Make 的自动化编译构建工具。相比 Makefile 和类似的老古董,scons 更智能,更简单。

5.1 脚本

在项目目录下创建名为 SConstruct (或 Sconstruct、 sconstruct) 的文件,作用类似 Makefile。实质上就是 py 源文件。

简单样本:

Program("test", ["main.c"])

常用命令:

$ scons!! ! ! ! ! # 构建,输出详细信息。
scons: Reading SConscript files ...
scons: done reading SConscript files.
scons: Building targets ...
gcc -o main.o -c main.c
gcc -o test main.o
scons: done building targets.

$ scons -c! ! ! ! ! # 清理,类似 make clean。
scons: Reading SConscript files ...
scons: done reading SConscript files.
scons: Cleaning targets ...
Removed main.o
Removed test
scons: done cleaning targets.

$ scons -Q! ! ! ! ! # 构建,简化信息输出。
gcc -o main.o -c main.c
gcc -o test main.o

$ scons -i! ! ! ! ! # 忽略错误,继续执行。
$ scons -n! ! ! ! ! # 输出要执行的命令,但并不真的执行。
$ scons -s! ! ! ! ! # 安静执行,不输出任何非错误信息。
$ scons -j 2! ! ! ! ! # 并行构建。

如需调试,建议插入 "import pdb; pdb.set_trace()",命令行参数 "--debug=pdb" 并不好用。可用 SConscript(path/filename) 包含其他设置文件 (或列表),按惯例命名为 SConscript。

5.2 环境

影响 scons 执行的环境 (Environment ) 因素包括:

  • External:外部环境。执行 scons 时的操作系统环境变量,可以用 os.environ 访问。
  • Construction: 构建环境,用来控制实际的编译行为。
  • Execution: 执行环境,用于设置相关工具所需设置。比如 PATH 可执行搜索路径。

简单程序,可直接使用默认构建环境实例。

env = DefaultEnvironment(CCFLAGS = "-g")! ! # 返回默认构建环境实例,并设置参数。
Program("test", ["main.c"])! ! ! ! # 相当于 env.Program()

输出:

gcc -o main.o -c -g main.c
gcc -o test main.o

如需多个构建环境,可用 Environment 函数创建。同一环境可编译多个目标,比如用相同设置编译静态库和目标执行程序。

env = Environment(CCFLAGS = "-O3")
env.Library("my", ["test.c"], srcdir = "lib")
env.Program("test", ["main.c"], LIBS = ["my"], LIBPATH = ["."])

输出:

gcc -o lib/test.o -c -O3 lib/test.c
ar rc libmy.a lib/test.o
ranlib libmy.a

gcc -o main.o -c -O3 main.c
gcc -o test main.o -L. -lmy

常用环境参数:

  • CC: 编译器,默认 "gcc"。
  • CCFLAGS: 编译参数。
  • CPPDEFINES: 宏定义。
  • CPPPATH:头文件搜索路径。
  • LIBPATH:库文件搜索路径。
  • LIBS: 需要链接的库名称。
  • 除直接提供键值参数外,还可用名为 parse_flags 的特殊参数一次性提供,它会被 ParseFlags 方法自动分解。

env = Environment(parse_flags = "-Ilib -L.")
print env["CPPPATH"], env["LIBPATH"]

输出:

['lib'] ['.']

调用 Dictionary 方法返回环境参数字典,或直接用 Dump 方法返回 Pretty-Print 字符串。

print env.Dictionary(); ! print env.Dictionary("LIBS", "CPPPATH")
print env.Dump(); ! ! print env.Dump("LIBS")

用 "ENV" 键访问执行环境字典。系统不会自动拷贝外部环境变量,需自行设置。

import os
env = DefaultEnvironment(ENV = os.environ)
print env["ENV"]["PATH"]

5.3 方法

5.3.1 编译

同一构建环境,可用相关方法编译多个目标。无需关心这些方法调用顺序,系统会自动处理依赖关系,安排构建顺序。

  • Program: 创建可执行程序 (ELF、.exe)。
  • Library, StaticLibrary: 创建静态库 (.a, .lib)。
  • SharedLibrary: 创建动态库 (.so, .dylib, .dll)。
  • Object: 创建目标文件 (.o)。
  • 如果没有构建环境实例,那么这些函数将使用默认环境实例。

用首个位置参数指定目标文件名 (不包括扩展名),或用 target、source 指定命名参数。source 是单个源文件名 (包含扩展名) 或列表。

Program("test1", "main.c")
Program("test2", ["main.c", "lib/test.c"])! ! # 列表
Program("test3", Split("main.c lib/test.c"))!! # 分解成列表
Program("test4", "main.c lib/test.c".split())! # 分解成列表

Glob 用通配符匹配多个文件,还可用 srcdir 指定源码目录简化文件名列表。为方法单独提供环境参数仅影响该方法,不会修改环境对象。

Library("my", "test.c", srcdir = "lib")
Program("test2", Glob("*.c"), LIBS = ["my"], LIBPATH = ["."], CPPPATH = "lib")

输出:

gcc -o lib/test.o -c lib/test.c
ar rc libmy.a lib/test.o
ranlib libmy.a

gcc -o main.o -c -Ilib main.c
gcc -o test2 main.o -L. -lmy

创建共享库。

SharedLibrary("my", "test.c", srcdir = "lib")
Program("test", Glob("*.c"), LIBS = ["my"], LIBPATH = ["."], CPPPATH = "lib")

输出:

gcc -o lib/test.os -c -fPIC lib/test.c
gcc -o libmy.dylib -dynamiclib lib/test.os

gcc -o main.o -c -Ilib main.c
gcc -o test main.o -L. -lmy

编译方法返回列表,第一元素是目标文件全名。

print env.Library("my", "test.c", srcdir = "lib")

输出:

['libmy.a']

5.3.2 参数

Append: 追加参数数据。

env = Environment(X = "a")
env.Append(X = "b")! ! ! # "a" + "b"。
env.Append(X = ["c"]) !! # 如果原参数或新值是列表,那么 [] + []。
print env["X"]

输出:

['ab', 'c']

AppendUnique: 判断要追加的数据是否已经存在。delete_existing 参数删除原数据,然后添加到列表尾部。原参数值必须是列表。

env = Environment(X = ["a", "b", "c"])
env.AppendUnique(X = "d")
env.AppendUnique(1, X = "b")
print env["X"]

输出:

['a', 'c', 'd', 'b']

Prepend, PrependUnique: 将值添加到头部。

env = Environment(X = ["a", "b", "c"])
env.Prepend(X = "d")
print env["X"]

输出:

['d', 'a', 'b', 'c']

AppendENVPath, PrependENVPath: 向执行环境追加路径,去重。

env = Environment()
print env["ENV"]["PATH"]

env.AppendENVPath("PATH", "./lib")
env.AppendENVPath("PATH", "./lib")
print env["ENV"]["PATH"]

输出:

/opt/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/usr/local/bin
/opt/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/usr/local/bin:./lib

Replace: 替换参数。如目标不存在,新增。

env = Environment(CCFLAGS = ["-g"])
env.Replace(CCFLAGS = "-O3")
print env["CCFLAGS"]

输出:

-O3

SetDefault: 和 Python dict.setdefault 作用相同,仅在目标键不存在时添加。

env = Environment(CCFLAGS = "-g")
env.SetDefault(CCFLAGS = "-O3")
env.SetDefault(LIBS = ["m", "pthread"])
print env["CCFLAGS"], env["LIBS"]

输出:

-g ['m', 'pthread']

MergeFlags: 合并参数字典,去重。

env = Environment(CCFLAGS = ["option"], CPPATH = ["/usr/local/include"])
env.MergeFlags({"CCFLAGS" : "-O3" })
env.MergeFlags("-I/usr/opt/include -O3 -I/usr/local/include")
print env['CCFLAGS'], env["CPPPATH"]

输出:

['option', '-O3'] ['/usr/opt/include', '/usr/local/include']

ParseFlags: 分解参数。

env = Environment()
d = env.ParseFlags("-I/opt/include -L/opt/lib -lfoo")
env.MergeFlags(d)
print d
print env["CPPPATH"], env["LIBS"], env["LIBPATH"]

输出:

{'LIBPATH': ['/opt/lib'], 'LIBS': ['foo'], ..., 'CPPPATH': ['/opt/include']}
['/opt/include'] ['foo'] ['/opt/lib']

5.3.3 其他

Clone: 环境对象深度复制,可指定覆盖参数。

env = Environment(CCFLAGS = ["-g"], LIBS = ["m", "pthread"])
env2 = env.Clone(CCFLAGS = "-O3")
print env2["CCFLAGS"], env2["LIBS"]

输出:

-O3 ['m', 'pthread']

NoClean: 指示 "scons -c" 不要清理这些文件。

my = Library("my", "test.c", srcdir = "lib")
test = Program("test", "main.c")

NoClean(test, my) ! ! ! ! ! # 也可直接使用文件名,注意是 libmy.a。

subst: 展开所有环境参数。

print env["CCCOM"]
print env.subst("$CCCOM")

输出:

'$CC -o $TARGET -c $CFLAGS $CCFLAGS $_CCCOMCOM $SOURCES'
'gcc -o -c -O3'

各方法详细信息可参考 "man scons" 或 在线手册。

5.4 依赖

当依赖文件发生变更时,需重新编译目标程序。可使用 Decider 决定变更探测方式,可选项包括:

  • MD5: 默认设置,根据文件内容进行判断。
  • timestamp-newer: 如果源文件比目标文件新,则表示发生变更。
  • timestamp-match: 检查源文件修改时间和上次编译时是否相同。
  • MD5-timestamp: 记录内容变化,但只有源文件修改时间变化时变更。
  • 用 touch 更新某个源文件修改时间,即便文件内容没有变化,timestamp-newer 也会让 scons 重新编译该目标文件。

env.Decider("timestamp-newer")
env.Program("test", "main.c")

某些时候,scons 无法探测到依赖关系,那么可以用 Depends 显式指定依赖。

env.Decider("timestamp-newer")

test = env.Program("test", "main.c")
env.Depends(test, ["lib/test.h"])

Ignore 忽略依赖关系,Require 指定编译顺序。下例中,指示在编译 my 前必须先构建 test,即便它们之间没有任何依赖关系。

my = env.Library("my", "test.c", srcdir = "lib")
test = env.Program("test", "main.c")
env.Requires(my, test)

AlwaysBuild 指示目标总是被编译。不管依赖项是否变更,这个目标总是会被重新构建。

my = env.Library("my", "test.c", srcdir = "lib")
env.AlwaysBuild(my)

5.5 命令行

scons 提供了三种不同的命令行参数:

  • Options: 以一个或两个 "-" 开始的参数,通常是系统参数,可扩展。
  • Variables: 以键值对方式出现。
  • Targets: 需要编译的目标。

5.5.1 Variables

所有键值都保存在 ARGUMENTS 字典中,可用 Help 函数添加帮助信息。

vars = Variables(None, ARGUMENTS)
vars.Add('RELEASE', 'Set to 1 to build for release', 0)

env = Environment(variables = vars)
Help(vars.GenerateHelpText(env))

if not GetOption("help"):
    print ARGUMENTS
    print ARGUMENTS.get("RELEASE", "0")

输出:

$ scons -Q -h

RELEASE: Set to 1 to build for release
    default: 0
    actual: 0

Use scons -H for help about command-line options.

$ scons -Q RELEASE=1
{'RELEASE': '1'}
1

$ scons -Q
{}
0

另有 BoolVariable、EnumVariable、ListVariable、PathVariable 等函数对参数做进一步处理。

5.5.2 Targets

Program、Library 等编译目标文件名,可通过 COMMAND_LINE_TARGETS 列表获取。

print COMMAND_LINE_TARGETS

Library("my", "lib/test.c")

env = Environment()
env.Program("test", "main.c")

输出:

$ scons -Q test
['test']
gcc -o main.o -c main.c
gcc -o test main.o

$ scons -Q libmy.a
['libmy.a']
gcc -o lib/test.o -c lib/test.c
ar rc libmy.a lib/test.o
ranlib libmy.a

$ scons -Q -c test libmy.a
['test', 'libmy.a']
Removed main.o
Removed test
Removed lib/test.o
Removed libmy.a

除非用 Default 函数指定默认目标,否则 scons 会构建所有目标。多次调用 Default 的结果会被合并,保存在 DEFAULT_TARGETS 列表中。

my = Library("my", "lib/test.c")
test = Program("test", "main.c")
Default(my)! ! ! ! ! # 可指定多个目标,比如 Default(my, test)。

输出:

$ scons -Q
gcc -o lib/test.o -c lib/test.c
ar rc libmy.a lib/test.o
ranlib libmy.a

就算指定了默认目标,我们依然可以用 "scons -Q ." 来构建所有目标,清理亦同。

附: scons 还有 Install、InstallAs、Alias、Package 等方法用来处理安装和打包,详细信息可参考官方手册。

SCons User Guide Man page of SCons

6. Git

6.1 系统设置

通常情况下,我们只需简单设置用户信息和着色即可。

$ git config --global user.name "Q.yuhen"
$ git config --global user.email qyuhen@abc.com
$ git config --global color.ui true

可以使用 "--list" 查看当前设置。

$ git config --list

6.2 初始化

创建项目目录,然后执行 git init 初始化。这会在项目目录创建 .git 目录,即为元数据信息所在。

$ git init

通常我们还需要创建一个忽略配置文件 ".gitignore",并不是什么都需要加到代码仓库中的。

$ cat > .gitignore << end

> *.[oa]
> *.so
> *~
> !a.so
> test
> tmp/
> end

如果作为 Server 存在,那么可以忽略工作目录,以纯代码仓库形式存在。

$ git --bare init

在客户端,我们可以调用 clone 命令克隆整个项目。支持 SSH / HTTP/ GIT 等协议。

$ git clone ssh://user@server:3387/git/myproj
$ git clone git://github.com/schacon/grit.git mygrit

6.3 基本操作

Git 分为 "工作目录"、"暂存区"、"代码仓库" 三个部分。

6.3.1 添加

文件通过 "git add " 被添加到暂存区,如此暂存区将拥有一份文件快照。

$ git add .
$ git add file1 file2
$ git add *.c

"git add" 除了添加新文件到暂存区进行跟踪外,还可以刷新已被跟踪文件的暂存区快照。需要注意的是,被提交到代码仓库的是暂存区的快照,而不是工作目录中的文件。

6.3.2 提交

"git commit -m " 命令将暂存区的快照提交到代码仓库。

$ git commit -m "message"

在执行 commit 提交时,我们通常会直接使用 "-a" 参数。该参数的含义是:刷新暂存区快照,提交时同时移除被删除的文件。但该参数并不会添加未被跟踪的新文件,依然需要执行 "git add "操作。

$ git commit -am "message"

6.3.3 状态

可以使用 "git status" 查看暂存区状态,通常包括 "当前工作分支 (Branch)"、"被修改的已跟踪文件(Changed but not updated)",以及 "未跟踪的新文件 (Untracked files)" 三部分信息。

$ git status

# On branch master

# Changed but not updated:
# (use "git add <file>..." to update what will be committed)
# (use "git checkout -- <file>..." to discard changes in working directory)
#
# modified: readme
#

# Untracked files:
# (use "git add <file>..." to include in what will be committed)
#
# install
no changes added to commit (use "git add" and/or "git commit -a")

6.3.4 比较

要比较三个区域的文件差别,需要使用 "git diff" 命令。

使用 "git diff [file]" 查看工作目录和暂存区的差异。 使用 "git diff --staged [file]" 或 "git diff --cached [file]" 查看暂存区和代码仓库的差异。

$ git diff readme

diff --git a/readme b/readme
index e69de29..df8285e 100644
--- a/readme
+++ b/readme
@@ -0,0 +1,2 @@
+1111111111111111111
+

查看当前所有未提交的差异,包括工作目录和暂存区。

$ git diff HEAD

6.3.5 撤销

作为代码管理工作,我们随时可以 "反悔"。

使用 "git reset HEAD " 命令可以取消暂存区的文件快照(即恢复成最后一个提交版本),这不会影响工作目录的文件修改。

使用 "git checkout -- " 从仓库恢复工作目录文件,暂存区不受影响。

$ git chekcout -- readme

在 Git 中 "HEAD" 表示仓库中最后一个提交版本,"HEAD^" 是倒数第二个版本,"HEAD~2" 则是更老的版本。

我们可以直接 "签出" 代码仓库中的某个文件版本到工作目录,该操作同时会取消暂存区快照。

$ git checkout HEAD^ readme

如果想将整个项目回溯到以前的某个版本,可以使用 "git reset"。可以选择的参数包括默认的 "--mixed" 和 "--hard",前者不会取消工作目录的修改,而后者则放弃全部的修改。该操作会丢失其后的日志。

$ git reset --hard HEAD^

6.3.6 日志

每次提交都会为整个项目创建一个版本,我们可以通过日志来查看相关信息。

参数 "git log -p" 可以查看详细信息,包括修改的内容。 参数 "git log -2" 查看最后两条日志。 参数 "git log --stat" 可以查看统计摘要。

$ git log --stat -2 -p

commit c11364da1bde38f55000bc6dea9c1dda426c00f9
Author: Q.yuhen <qyuhen@hotmail.com>
Date: Sun Jul 18 15:53:55 2010 +0800

b
---
0 files changed, 0 insertions(+), 0 deletions(-)

diff --git a/install b/install
new file mode 100644
index 0000000..e69de29

commit 784b289acc8dccd1d2d9742d17f586ccaa56a3f0
Author: Q.yuhen <qyuhen@hotmail.com>
Date: Sun Jul 18 15:33:24 2010 +0800

a
---
0 files changed, 0 insertions(+), 0 deletions(-)

diff --git a/readme b/readme
new file mode 100644
index 0000000..e69de29

6.3.7 重做

马有失蹄,使用 "git commit --amend" 可以重做最后一次提交。

$ git commit --amend -am "b2"

[master 6abac48] b2
    0 files changed, 0 insertions(+), 0 deletions(-)
    create mode 100644 abc
    create mode 100644 install

$ git log

commit 6abac48c014598890c6c4f47b4138f6be020e403
Author: Q.yuhen <qyuhen@hotmail.com>
Date: Sun Jul 18 15:53:55 2010 +0800

    b2

commit 784b289acc8dccd1d2d9742d17f586ccaa56a3f0

Author: Q.yuhen <qyuhen@hotmail.com>
Date: Sun Jul 18 15:33:24 2010 +0800
    a

6.3.8 查看

使用 "git show" 可以查看日志中文件的变更信息,默认显示最后一个版本 (HEAD)。

$ git show readme
$ git show HEAD^ readme

6.3.9 标签

可以使用标签 (tag) 对最后提交的版本做标记,如此可以方便记忆和操作,这通常也是一个里程碑的标志。

$ git tag v0.9

$ git tag
v0.9

$ git show v0.9
commit 3fcdd49fc0f0a45cd283a86bc743b4e5a1dfdf5d
Author: Q.yuhen <qyuhen@hotmail.com>
Date: Sun Jul 18 14:53:55 2010 +0800
...

可以直接用标签号代替日志版本号进行操作。

$ git log v0.9

commit 3fcdd49fc0f0a45cd283a86bc743b4e5a1dfdf5d
Author: Q.yuhen <qyuhen@hotmail.com>
Date: Sun Jul 18 14:53:55 2010 +0800

    a

6.3.10 补丁

在不方便共享代码仓库,或者修改一个没有权限的代码时,可以考虑通过补丁文件的方式来分享代码修改。

输出补丁:

$ git diff > patch.txt
$ git diff HEAD HEAD~ > patch.txt

合并补丁:

$ git apply < patch.txt

6.4 工作分支

用 Git 一定得习惯用分支进行工作。

使用 "git branch " 创建分支,还可以创建不以当前版本为起点的分支 "git branch

HEAD^"。 使用 "git checkout " 切换分支。 ``` $ git branch yuhen $ git checkout yuhen Switched to branch 'yuhen' $ git branch master * yuhen ``` 使用 "git chekcout -b " 一次完成分支创建和切换操作。 ``` $ git checkout -b yuhen Switched to a new branch 'yuhen' $ git branch master * yuhen ``` 在分支中完成提交,然后切换回主分支进行合并 (git merge) 和 删除 (git branch -d ) 操作。 ``` $ git checkout master Switched to branch 'master' $ git merge yuhen Updating 6abac48..7943312 Fast-forward 0 files changed, 0 insertions(+), 0 deletions(-) create mode 100644 abc.txt $ git branch -d yuhen Deleted branch yuhen (was 7943312). $ git branch * master ``` 附注: 如果当前工作目录有未提交的内容,直接切换到其他分支会将变更一同带入。 ## 6.5 服务器 (1) 首先克隆服务器代码仓库。 ``` $ git clone git@192.168.1.202:/git.server/project1 # SSH ``` 完成克隆后,可以用 origin 来代替服务器地址。使用 "git remote" 命令查看相关信息。 ``` $ git remote origin $ git remote show origin * remote origin Fetch URL: ... Push URL: ... HEAD branch: master Remote branch: master tracked Local branch configured for 'git pull': master merges with remote master Local ref configured for 'git push': master pushes to master (up to date) ``` 还可以创建新的 remote 设置。 ``` $ git remote add project1 git@192.168.1.202:/git.server/project1 $ git remote origin project1 $ git remote rm project1 ``` (2) 在将代码提交 (push) 到服务器之前,首先要确认相关更新已经合并到主分支。还应该先从服务器刷新 (pull) 最新代码,以确保自己的提交不会和别人最新提交的代码冲突。 ``` $ git pull origin master $ git push origin master ``` (3) 要提交标签到服务器,需要额外操作 (先执行 git push 提交,然后再执行该指令)。 ``` $ git push origin --tags ``` ## 6.6 管理 检查损坏情况。 ``` $ git fsck ``` 清理无用数据。 ``` $ git gc ``` # 7. Debug 在初学汇编时,MS-DOS debug.com 命令是个最佳的实验工具。 ## 7.1 命令 常用命令: - 输入指令: a [address] - 反汇编: u [range] - 执行: g [=address] [breakpoint] - 执行: p [=address] [number] - 单步: t - 查看寄存器: r - 修改寄存器: r - 内存显示: d [range] - 内存比较: c
- 内存修改: e
- 内存填充: f - 参数格式: - range: 表示一段内存范围,可以是 " ",或 "L"。 - list: 表示一个或多个内存字节值,用英文逗号分隔。 ### 7.1.1 汇编 输入汇编指令,转换成机器码存入指定位置。 ``` a [address] ``` address 可以是偏移量,或者完整的段地址 (CS:SA)。 ``` -a 100 1396:0100 mov bx, fefe 1396:0103 mov ax, bx 1396:0105 -u 100 103 1396:0100 BBFEFE MOV BX,FEFE 1396:0103 89D8 MOV AX,BX ``` 除了输入汇编指令,我们还可以使用 db 和 dw 这两个伪指令。 ``` -a 1396:0105 db 1,2,3,4 1396:0109 dw 5,6,7,8 1396:0111 db "Hello, World!" 1396:011E -d 100 1396:0100 BB FE FE 89 D8 01 02 03-04 05 00 06 00 07 00 08 ................ 1396:0110 00 48 65 6C 6C 6F 2C 20-57 6F 72 6C 64 21 33 44 .Hello, World!3D 1396:0120 55 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 U............... 1396:0130 11 22 33 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ."3............. 1396:0140 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0150 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0160 33 44 55 33 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 3DU3............ 1396:0170 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ ``` 对应的,我们可以用 U 命令进行反汇编。 ``` u [range] ``` 如果省略 range,则从上次结束位置继续反汇编。 ``` -u 100 105 1396:0100 BBFEFE MOV BX,FEFE 1396:0103 89D8 MOV AX,BX 1396:0105 0102 ADD [BP+SI],AX -u 1396:0107 0304 ADD AX,[SI] 1396:0109 050006 ADD AX,0600 1396:010C 0007 ADD [BX],AL 1396:010E 0008 ADD [BX+SI],CL 1396:0110 004865 ADD [BX+SI+65],CL 1396:0113 6C DB 6C 1396:0114 6C DB 6C 1396:0115 6F DB 6F 1396:0116 2C20 SUB AL,20 1396:0118 57 PUSH DI 1396:0119 6F DB 6F 1396:011A 726C JB 0188 1396:011C 64 DB 64 1396:011D 2101 AND [BX+DI],AX 1396:011F 0203 ADD AL,[BP+DI] 1396:0121 0000 ADD [BX+SI],AL 1396:0123 0000 ADD [BX+SI],AL 1396:0125 0000 ADD [BX+SI],AL ``` ### 7.1.2 比较 比较两段内存区域的差异。 ``` c
``` - range: 表示第一段内存区域。 - address: 是第二段内存的起始地址。 ``` -d 100 1396:0100 BB FE FE 89 D8 01 02 03-04 05 00 06 00 07 00 08 ................ 1396:0110 00 48 65 6C 6C 6F 2C 20-57 6F 72 6C 64 21 33 44 .Hello, World!3D 1396:0120 55 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 U............... 1396:0130 11 22 33 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ."3............. -c 100l3 160 1396:0100 BB 33 1396:0160 1396:0101 FE 44 1396:0161 1396:0102 FE 55 1396:0162 -c 100 102 160 1396:0100 BB 33 1396:0160 1396:0101 FE 44 1396:0161 1396:0102 FE 55 1396:0162 ``` ### 7.1.3 显示 显示内存信息。 ``` d [range] ``` 可以不指定 range,从上次显示尾部继续显示后续内容。也可以不指定长度或结束地址。 ``` -d 100 1396:0100 BB FE FE 89 D8 01 02 03-04 05 00 06 00 07 00 08 ................ 1396:0110 00 48 65 6C 6C 6F 2C 20-57 6F 72 6C 64 21 33 44 .Hello, World!3D 1396:0120 55 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 U............... 1396:0130 11 22 33 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ."3............. -d 1396:0180 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0190 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:01A0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:01B0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ -d 100l5 1396:0100 BB FE FE 89 D8 ..... -d 100 11f 1396:0100 BB FE FE 89 D8 01 02 03-04 05 00 06 00 07 00 08 ................ 1396:0110 00 48 65 6C 6C 6F 2C 20-57 6F 72 6C 64 21 33 44 .Hello, World!3D ``` ### 7.1.4 修改 修改内存数据。 ``` e
[list] ``` 使用逗号分隔多个值。 ``` -d 100 1396:0100 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0110 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0120 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ -e 100 1,2,3,4,5,6 -d 100 1396:0100 01 02 03 04 05 06 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0110 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0120 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 也可以按字节输入修改值。调试器会给出当前值,在符号 "." 后输入新值,空格键继续下一字节,回车结束。 ``` ``` -e 100 1396:0100 01.aa 02.bb 03.cc -d 100 1396:0100 AA BB CC 04 05 06 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0110 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0120 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ ``` ### 7.1.5 填充 使用特定数据填充内存。 ``` f ``` 可以是多个字节。 ``` -f 100l6 ff -d 100 1396:0100 FF FF FF FF FF FF 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0110 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1396:0120 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ -f 100 120 1,2,3,4,5 -d 100 1396:0100 01 02 03 04 05 01 02 03-04 05 01 02 03 04 05 01 ................ 1396:0110 02 03 04 05 01 02 03 04-05 01 02 03 04 05 01 02 ................ 1396:0120 03 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................ ``` 我们通常用该命令清空某个内存,以便观察操作结果。 ``` f 100l50 00 ``` ### 7.1.6 运行 运行汇编指令。 ``` g [=address] [breakpoint] ``` 注意不能省略地址前的 "="。如果不输入开始地址,则使用 CS:IP。 ``` -a 100 1396:0100 mov bx, 1000 1396:0103 mov ax, bx 1396:0105 add ax, 2000 1396:0108 -g =100 108 AX=3000 BX=1000 CX=0000 DX=0000 SP=FFE6 BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0108 NV UP EI PL NZ NA PE NC 1396:0108 0405 ADD AL,05 ``` 命令 P 比 G 更方便一些,可以直接指定要执行的指令数。 ``` p [=address] [number] ``` number 默认是 1。 ``` -p =100 3 AX=0000 BX=1000 CX=0000 DX=0000 SP=FFE6 BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0103 NV UP EI PL NZ NA PE NC 1396:0103 89D8 MOV AX,BX AX=1000 BX=1000 CX=0000 DX=0000 SP=FFE6 BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0105 NV UP EI PL NZ NA PE NC 1396:0105 050020 ADD AX,2000 AX=3000 BX=1000 CX=0000 DX=0000 SP=FFE6 BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0108 NV UP EI PL NZ NA PE NC 1396:0108 0405 ADD AL,05 ``` 剩下一个命令是 T,它单步执行汇编指令。 ``` -r ip ; 修改寄存器 IP,调整开始执行位置 IP 4444 :100 -t AX=1000 BX=1000 CX=0000 DX=0000 SP=FFE4 BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0103 NV UP EI PL NZ NA PE NC 1396:0103 89D8 MOV AX,BX -t AX=1000 BX=1000 CX=0000 DX=0000 SP=FFE4 BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0105 NV UP EI PL NZ NA PE NC 1396:0105 050020 ADD AX,2000 -t AX=3000 BX=1000 CX=0000 DX=0000 SP=FFE4 BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0108 NV UP EI PL NZ NA PE NC 1396:0108 0405 ADD AL,05 ``` ### 7.1.7 计算 计算两个值的 "和" 与 "差"。 ``` h ``` 第一个结果是 "和",第二个是 "差"。 ``` -h 2000 1000 3000 1000 ``` ### 7.1.8 复制 复制内存块。 ``` m
``` range 是源内存地址范围,address 是目标起始地址。 ``` -d 100 1396:0100 BB 00 10 89 D8 05 00 20-04 05 01 02 03 04 05 01 ....... ........ 1396:0110 02 03 04 05 01 02 03 04-05 01 02 03 04 05 01 02 ................ -m 100l6 110 -d 100 1396:0100 BB 00 10 89 D8 05 00 20-04 05 01 02 03 04 05 01 ....... ........ 1396:0110 BB 00 10 89 D8 05 03 04-05 01 02 03 04 05 01 02 ................ ``` ### 7.1.9 寄存器 显示或修改寄存器内容。 ``` r [register] ``` 演示: ``` -r AX=3000 BX=1000 CX=0000 DX=0000 SP=FFE4 BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0108 NV UP EI PL NZ NA PE NC 1396:0108 0405 ADD AL,05 -r ip IP 0108 :100 ``` ### 7.1.10 退出 退出调试器。 ``` q ``` ## 7.2 8086 寻址模式 ### 7.2.1 立即寻址方式 直接将操作数存放在指令中。该操作数是为常数,通常用来初始化寄存器。 ``` -a 1396:0100 mov ax, 1234 1396:0103 -t AX=1234 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0103 NV UP EI PL NZ NA PO NC 1396:0103 0000 ADD [BX+SI],AL DS:0000=CD ``` ### 7.2.2 寄存器寻址方式 操作数存放于寄存器中,通过寄存器名完成操作。 ``` -a 100 1396:0100 mov ax, 5555 1396:0103 mov bx, ax 1396:0105 -p =100 2 AX=5555 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0103 NV UP EI PL NZ NA PO NC 1396:0103 89C3 MOV BX,AX AX=5555 BX=5555 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1396 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0105 NV UP EI PL NZ NA PO NC 1396:0105 0000 ADD [BX+SI],AL DS:5555=00 ``` ### 7.2.3 直接寻址方式 直接在指令中用常数操作数指定偏移地址。 ``` -a 100 139B:0100 mov ax, [0010] ; 从 DS:0010 处读取数据 139B:0103 -p =100 1 AX=0DFF BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=139B ES=139B SS=139B CS=139B IP=0103 NV UP EI PL NZ NA PO NC 139B:0103 BE0200 MOV SI,0002 -d 0010l6 139B:0010 FF 0D 17 03 FF 0D ...... ``` ### 7.2.4 寄存器间接寻址方式 将偏移地址存放在寄存器中,通过寄存器间接读取目标数据。 ``` -a 100 1396:0100 mov bx, 0010 1396:0103 mov ax, [bx] ; 相当于 "mov ax, [0010]" 1396:0105 -p =100 2 AX=0000 BX=0010 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1000 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0103 NV UP EI PL NZ NA PO NC 1396:0103 8B07 MOV AX,[BX] DS:0010=E85B AX=E85B BX=0010 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1000 ES=1396 SS=1396 CS=1396 IP=0105 NV UP EI PL NZ NA PO NC 1396:0105 0000 ADD [BX+SI],AL DS:0010=5B -d 0010l6 1000:0010 5B E8 59 00 E8 D8 ...... ``` ### 7.2.5 寄存器相对寻址方式 偏移地址 = 寄存器内容 + 偏移常数。 "COUNT[BX]" 或 "[BX + COUNT]"。 ``` -a 100 139B:0100 mov bx, 0010 139B:0103 mov ax, 2[bx] ; 相当于 "mov ax, [0010 + 2]" 139B:0106 -p =100 2 AX=0000 BX=0010 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=139B ES=139B SS=139B CS=139B IP=0103 NV UP EI PL NZ NA PO NC 139B:0103 8B4702 MOV AX,[BX+02] DS:0012=0317 AX=0317 BX=0010 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=139B ES=139B SS=139B CS=139B IP=0106 NV UP EI PL NZ NA PO NC 139B:0106 0000 ADD [BX+SI],AL DS:0010=FF -d 0010l6 139B:0010 FF 0D 17 03 FF 0D ...... ``` ### 7.2.6 基址变址寻址方式 偏移地址 = 基址寄存器内容 + 变址寄存器内容。 ``` "[BX][DI]" 也可写成 "[BX + DI]" -a 100 139B:0100 mov bx, 0010 139B:0103 mov di, 2 139B:0106 mov ax, [bx][di] ; 相当于 "mov ax, [0010 + 2]" 139B:0108 -p =100 3 AX=0317 BX=0010 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=139B ES=139B SS=139B CS=139B IP=0103 NV UP EI PL NZ NA PO NC 139B:0103 BF0200 MOV DI,0002 AX=0317 BX=0010 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0002 DS=139B ES=139B SS=139B CS=139B IP=0106 NV UP EI PL NZ NA PO NC 139B:0106 8B01 MOV AX,[BX+DI] DS:0012=0317 AX=0317 BX=0010 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0002 DS=139B ES=139B SS=139B CS=139B IP=0108 NV UP EI PL NZ NA PO NC 139B:0108 0000 ADD [BX+SI],AL DS:0010=FF -d 0010l4 139B:0010 FF 0D 17 03 .... ``` ### 7.2.7 相对基址变址寻址方式 偏移地址 = 基址寄存器内容 + 变址寄存器内容 + 偏移常数。 "MASK[BX][SI]" 或 "MASK[BX + SI]" 或 "[MASK + BX + SI]" ``` -a 100 139B:0100 mov bx, 0010 139B:0103 mov si, 2 139B:0106 mov ax, 2[bx][si] ; 相当于 "mov ax, [0010 + 2 + 2]" 139B:0109 -p =100 3 AX=0317 BX=0010 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0002 DS=139B ES=139B SS=139B CS=139B IP=0103 NV UP EI PL NZ NA PO NC 139B:0103 BE0200 MOV SI,0002 AX=0317 BX=0010 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0002 DI=0002 DS=139B ES=139B SS=139B CS=139B IP=0106 NV UP EI PL NZ NA PO NC 139B:0106 8B4002 MOV AX,[BX+SI+02] DS:0014=0DFF AX=0DFF BX=0010 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0002 DI=0002 DS=139B ES=139B SS=139B CS=139B IP=0109 NV UP EI PL NZ NA PO NC 139B:0109 0000 ADD [BX+SI],AL DS:0012=17 -d 0010l6 139B:0010 FF 0D 17 03 FF 0D ...... ``` 比例变址寻址方式: COUNT[ESI * 4] == [ ESI * 4 + COUNT] 基址比例变址寻址方式: [EAX][EDX * 8] == [EDX * 8 + EAX] 相对基址比例变址寻址方式: MASK[EBP][EDI * 4] == [EDI * 4 + EBP + MASK] # 8. Binutils ## 8.1 addr2line 将程序地址(VA)转换为源代码文件名和行号。 参数: - f: 显示函数名。 - s: 仅显示文件名,不包括路径。 - p: 以 Pretty-Print 方式显示。 - e: 文件名。 ``` $ addr2line -pfe test 8028783 ``` ## 8.2 ar 用来创建、修改、提取静态库文件。 参数: - s: 创建或更新静态库索引,相当于 ranlib。 - r: 替换库文件中的老旧目标文件。 - c: 删除已有文件,创建新静态库。 - t: 显示包内容。 - x: 展开包成员。 生成静态库。 ``` $ ar rs libfunc.a func.o ``` 查看静态库组成。 ``` $ ar t libfunc.a ``` 展开静态库。 ``` $ ar x libfunc.a ``` ## 8.3 gcc GNU 编译器。 参数: - c: 生成目标文件,但不做链接。 - g: 生成必要的调试信息。 - I: 添加 include 头文件搜索路径。(字母 i 大写) - L: 添加 library 搜索路径。 - l: 链接库文件。比如 -lm 表示链接 libm.so 。 - static: 静态链接。 - fPIC: 生成位置无关代码,通常是共享库。 - O: 优化代码,分为 0, 1, 2, 3 四个等级。 - M, MM: 查看依赖文件。 - Wall: 显示所以可能的警告信息。 编译程序。 ``` $ gcc -g -Wall -std=c99 -I./include -I/usr/include/gc -o test -lgc main.o func.o ``` 生成动态库。 ``` $ gcc -c func.c $ gcc -fPIC -shared -o libfunc.so func.o ``` ## 8.4 ldd 通过模拟运行,查看可执行文件动态库加载。通常用于查看动态库加载失败信息。 参数: - v: 显示详细信息。 ``` $ ldd test ``` ## 8.5 nm 查看目标文件符号表中定义的符号。 参数: - l: 显示文件名和行号。 - n: 按地址排序。 ``` $ nm func.o ``` ## 8.6 objcopy 用于把一种目标文件中的内容复制到另一种类型的目标文件中。 ## 8.7 objdump 显示目标文件信息,通常用于反汇编。 参数: - a: 显示静态库信息,类似 ls -l。 - g: 显示调试信息。 - x: 显示头部信息。 - d: 反汇编。 - l: 反汇编时输出文件名和行号。 - M: 反汇编参数,比如指定 intel 或 att 指令格式。 - S: 反汇编时输出 C 源码。 ``` $ objdump -dS -M intel test ``` ## 8.8 readelf 用于显示 ELF 文件详细信息。 参数: - a: 全部信息。 - h: ELF 头。 - l: Program 段。 - S: Section 头。 - x: 以二进制显示段内容。 - p: 以字符串显示段内容。 - 显示 section table 信息。 ``` $ readelf -S test ``` 显示 section 二进制内容,可以是 -S 输出的段序号或段名称。 ``` $ readelf -x 13 test $ readelf -x .text test ``` 显示 section 字符串内容。 ``` $ readelf -p .strtab test ``` ## 8.9 size 列出目标文件段和总体大小。 参数: - A: 更详细信息。 ``` $ size test ``` ## 8.10 strings 显示目标文件中的所有可打印字符串。 ``` $ strings test ``` ## 8.11 strip 删除目标文件符号。 参数: - s: 删除全部符号。 - d: 仅删除调试符号。 ``` $ strip test ``` # 9. Manpages 虽然比不上 MSDN 豪华,但也是日常开发离不了的东西。 ``` $ sudo apt-get install manpages-dev ``` 然后就可以用如下命令查看标准库函数手册了 ``` $ man 3 ``` 如: ``` man 3 printf ``` 还可以用 -k 参数搜索所有相关的信息 ``` $ man -k printf printf (1) - format and print data printf (3) - formatted output conversion vsnprintf (3) - formatted output conversion vsprintf (3) - formatted output conversion vswprintf (3) - formatted wide-character output conversion vwprintf (3) - formatted wide-character output conversion wprintf (3) - formatted wide-character output conversion ``` 查看函数所在手册文件 ``` $ man -wa printf /usr/share/man/man1/printf.1.gz /usr/share/man/man3/printf.3.gz ManPages Section: 1 - commands 2 - system calls 3 - library calls 4 - special files 5 - file formats and convertions 6 - games for linux 7 - macro packages and conventions 8 - system management commands 9 - others ```