【binutils】二进制工具集：addr2line ar gprof nm objcopy objdump ranlib size strings strip|GCC|GDB
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原文：https://www.cnblogs.com/lsgxeva/p/7910509.html
简介
GNU binutils是一组二进制工具集。包括：addr2line ar gprof nm objcopy objdump ranlib size strings strip.
GCC: GNU C Complier(GNU C 编译器)
不仅仅能支持C语言，它现在还支持 Ada、C++、Java、Objective-C、Pascal、COBOL 以及函数式编程和逻辑编程的
Mercury 语言等。因此，现在的 gcc 已经变成了 GNU Compiler Collection，也即是 GNU 编译器套件.
g++: gcc 的一个版木，默认语言设置为C++，而且在连接的时候自动包含标准 C++ 库。
说明
GCC 使用的软件工具:
1)addr2line
给出一个可执行文件的内部地址，addr2line使用文件中的调试信息将地址翻译成源码文件名和行号。该程序是binutils包的一部分。
2)ar
是一个程序，可以从文档中增加、删除和析取文件来维护库文件。通常使用该工具是为了创建和管理连接程序使用的目标库文档。该程序是binutils包的一部分
3）as
GNU 汇编器。binutils包的一部分
4）autoconf
产生的 shell 脚本自动配置源代码包去编译某个特定版本的 UNIX
5）c++filt
程序接受被 C++ 编译程序转换过的名字(不是被重载的),而且将该名字翻泽成初始形式。 该程序是 binutils 包的一部分
6) gcov
gprof使用的配置工具，来确定程序运行时哪一部分耗时最大
7）gdb
GNU调试器，用于检查程序运行时的值和行为
8）GNATS
GNU的调试跟踪系统(GNU Bug Tracking System),一个跟踪GCC和其他GNU软件问题的在线系统
9）gprof
该程序会监督编译程序的执行过程，并报告程序中各个函数的运行时间，可以根据所提供的配置文件来优化程序。该程序是 binutils 包的一部分
10）ld
GNU连接程序，该程序将目标文件的集合组合成可执行程序。binutils包的一部分
11) libtool
一个基本库，支持make程序的描述文件使用的简化共享库用法的脚本
12) make
一个工具程序，它会读makefile脚本来确定程序中的哪个部分需要编泽和连接，然后发布必要的命令。它读出的脚本(叫做makefile或Makefile)定义了文件关系和依赖关系
13) nlmconv
将可重定位的目标文件转换成NetWare可加载模块（NetWare Loadable Module, NLM）。该程序是 binutils 的一部分
14) nm
列出目标文件中定义的符号。该程序是 binutils 包的一部分
15) objcopy
将目标文件从一种二进制格式复制和翻译到另外一种。该程序是 binutils 包的一部分
16) objdump
显示一个或多个目标文件中保存的多种不同信息。该程序是 binutils 包的一部分
17) ranlib
创建和添加到 ar 文档的索引。该索引被ld使用来定位库中的模块， binutils包的一部分
18）ratfor
预处理程序可由 GCC激活，但不是标准GCC发布版的一部分
19）readelf
从 ELF 格式的目标文件显示信息。该程序是 binutils 包的一部分
20) size
列出目标文件中每个部分的名字和尺寸。该程序是 binutils 包的一部分
21) strings
浏览所有类型的文件，析取出用于显示的字符串。该程序是 binutils 包的一部
22) strip
从目标文件或文档库中去掉符号表，以及其他调试所需的信息。该程序是 binutils 包的一部
23) vcg
Ratfor 浏览器从文木文件中读取信息，并以图表形式显示它们。而 vcg 工具并不是 GCC 发布中的一部分，但 -dv 选项可被用来产生 vcg 可以理解的优化数据的格式
24) windres
Window 资源文件编泽程序。该程序是 binutils 包的一部分
GCC 编译器在编译一个C语言程序时需要经过以下 4 步：
1) 将C语言源程序预处理，生成.i文件。
2) 预处理后的.i文件编译成为汇编语言，生成.s文件。
3) 将汇编语言文件经过汇编，生成目标文件.o文件。
4) 将各个模块的.o文件链接起来生成一个可执行程序文件。
过程如下：
c语言源文件----(预处理)--->预处理后的文件.i----(编译)--->汇编文件.s----(汇编)--->目标文件.o----(链接)--->可执行程序
GCC常用选项：
1）-c
编译、汇编指定的源文件，但是不进行链接
2) -S
编译指定的源文件，但是不进行汇编
3) -E
预处理指定的源文件，但不进行编译
4) -o [file1] [file2]
将文件2编译成可执行文件file1
5) -I directory
指定include包含文件的搜索目录
6) -g
生成调试信息，该程序可以被调试器调试
注意： 编译选项区分大小写
GCC 预处理器阶段常用的选项:
1) -Dname[=definition]
在处理源文件之前，先定义宏name。宏name必须是在源文件和头文件中都没有被定义过的。将该选项搭配源代码中的#ifdef name命令使用，可以实现条件式编译。
如果没有指定一个替换的值，该宏被定义为值 1。
2) -Uname
如果在命令行或 GCC 默认设置中定义过宏 name，则“取消”name 的定义。-D和-U选项会依据在命令行中出现的先后顺序进行处理。
3) -Idirectory[:directory[...]]
当通过 #include 命令把所需的头文件包括进源代码中时，除系统标准 include 目录之外，指定其他的目录对这些头文件进行搜索
4) -iquote directory[:directory[...]]
这是在最近 GCC 版本中新增的选项，它为在 #include 命令中采用引号而非尖括号指定的头文件指定搜索目录
5) -isystem directory[:directory[...]]
该选项在标准系统include目录以外为系统头文件指定搜索目录，且它指定的目录优先于标准系统include目录被搜索。在目录说明开头位置的等号，被视作系统根目录的占位符，
可以使用--sysroot或-isysroot选项来修改它。
6) -isysroot directory
该选项指定搜索头文件时的系统根目录。例如，如果编译器通常在/usr/include目录及其子目录下搜索系统头文件，则该选项将引导到 directory/usr/include 及其子目录下进行搜索。
7) -I-
在较新版本的GCC中，该选项被-iquote替代。在旧版本中，该选项用于将命令行的所有-Idirectory选项分割为两组。所有在-I-左边加上-I选项的目录，被视为等同于采用-iquote选项；
这指的是，它们只对 #include 命令中采用引号的头文件名进行搜索。所有在-I-右边加上-I选项的目录，将对所有 #include 命令中的头文件名进行搜索，无论文件名是在引号还是尖括号中。
而且，如果命令行中出现了-I-，那么包括源文件本身的目录不再自动作为搜索头文件的目录。
对于include目录而言，通常的搜索顺序是：
a) 包含指定源文件的目录（对于在 #include 命令中以引号包括的文件名）。
b) 采用-iquote选项指定的目录，依照出现在命令行中的顺序进行搜索。只对 #include 命令中采用引号的头文件名进行搜索。
c) 采用-I选型指定的目录，依照出现在命令行中的顺序进行搜索。
d) 采用环境变量 CPATH 指定的目录。
e) 采用-isystem选项指定的目录，依照出现在命令行中的顺序进行搜索。
f） 采用环境变量 C_INCLUDE_PATH 指定的目录。
g) 系统默认的 include 目录。
链接器把多个二进制的目标文件（object file）链接成一个单独的可执行文件。在链接过程中，它必须把符号（变量名、函数名等一些列标识符）用对应的数据的内存地址（变量地址、函数地址等）替代，以完成程序中多个模块的外部引用。
GCC 的-l选项可以让我们手动添加链接库。
数学库的文件名是 libm.a。前缀lib和后缀.a是标准的，m是基本名称，GCC 会在-l选项后紧跟着的基本名称的基础上自动添加这些前缀、后缀，本例中，基本名称为 m。
eg: gcc main.c -o main.out -lm
使用-L选项，为 GCC 增加另一个搜索链接库的目录：
eg: gcc main.c -o main.out -L/usr/lib -lm
Linux 下动态链接库（shared object file，共享对象文件）的文件后缀为.so，它是一种特殊的目标文件（object file），可以在程序运行时被加载（链接）进来。
GCC 生成动态链接库:
如果想创建一个动态链接库，可以使用 GCC 的-shared选项。输入文件可以是源文件、汇编文件或者目标文件。
另外还得结合-fPIC选项。
-fPIC 选项作用于编译阶段，告诉编译器产生与位置无关代码（Position-Independent Code）；这样一来，产生的代码中就没有绝对地址了，全部使用相对地址，所以代码可以被加载器加载到内存的任意位置，都可以正确的执行。
这正是共享库所要求的，共享库被加载时，在内存的位置不是固定的。
eg: gcc -fPIC -shared func.c -o libfunc.so
C/C++程序在linux下被编译和连接时，GCC/G++会查找系统默认的include和link的路径，以及自己在编译命令中指定的路径。自己指定的路径就不说了，这里说明一下系统自动搜索的路径。
【1】include头文件路径
除了默认的/usr/include, /usr/local/include等include路径外，还可以通过设置环境变量来添加系统include的路径：
# C
export C_INCLUDE_PATH=XXXX:$C_INCLUDE_PATH
# CPP
export CPLUS_INCLUDE_PATH=XXX:$CPLUS_INCLUDE_PATH
以上修改可以直接命令行输入（一次性），可以在/etc/profile中完成（对所有用户生效），也可以在用户home目录下的.bashrc或.bash_profile中添加（针对某个用户生效），修改完后重新登录即生效。
【2】link链接库文件路径
链接库文件在连接（静态库和共享库）和运行（仅限于使用共享库的程序）时被使用，其搜索路径是在系统中进行设置的（也可以在编译命令中通过 -l -L 来指定，这里讲的是使用系统默认搜索路径）。
一般 Linux 系统把 /lib /usr/lib /usr/local/lib 作为默认的库搜索路径，所以使用这几个目录中的链接库文件可直接被搜索到（不需要专门指定链接库路径）。对于默认搜索路径之外的库，则需要将其所在路径添加到gcc/g++的搜索路径之中。
链接库文件的搜索路径指定有两种方式：1）修改/etc/so.ld.conf 2）修改环境变量，在其中添加自己的路径
1）在环境变量中添加
动态链接库搜索路径：
export LD_LIBRARY_PATH=XXX:$LD_LIBRARY_PATH
静态链接库搜索路径：
export LIBRARY_PATH=XXX:$LIBRARY_PATH
以上修改可以直接命令行输入（一次性），可以在/etc/profile中完成（对所有用户生效），也可以在用户home目录下的.bashrc或.bash_profile中添加（针对某个用户生效）,修改完后重新登录即生效。
2）在/etc/ld.so.conf 中添加指定的链接库搜索路径（需要root权限），然后运行 /sbin/ldconfig，以达到刷新 /etc/ld.so.cache的效果。
以上两种方式均可以达到指定链接库搜索路径的效果。
查看添加结果：
对于C
echo | gcc -v -x c -E -
[root@lsgxeva ~]# echo | gcc -v -x c -E - 使用内建 specs。 COLLECT_GCC=gcc 目标：x86_64-redhat-linux 配置为：../configure --prefix=/usr --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --with-bugurl=http://bugzilla.redhat.com/bugzilla --enable-bootstrap --enable-shared --enable-threads=posix --enable-checking=release --with-system-zlib --enable-__cxa_atexit --disable-libunwind-exceptions --enable-gnu-unique-object --enable-linker-build-id --with-linker-hash-style=gnu --enable-languages=c,c++,objc,obj-c++,java,fortran,ada,go,lto --enable-plugin --enable-initfini-array --disable-libgcj --with-isl=/builddir/build/BUILD/gcc-4.8.5-20150702/obj-x86_64-redhat-linux/isl-install --with-cloog=/builddir/build/BUILD/gcc-4.8.5-20150702/obj-x86_64-redhat-linux/cloog-install --enable-gnu-indirect-function --with-tune=generic --with-arch_32=x86-64 --build=x86_64-redhat-linux 线程模型：posix gcc 版本 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-11) (GCC) COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-E' '-mtune=generic' '-march=x86-64' /usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/cc1 -E -quiet -v - -mtune=generic -march=x86-64 忽略不存在的目录“/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/include-fixed” 忽略不存在的目录“/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../x86_64-redhat-linux/include” #include "..." 搜索从这里开始： #include <...> 搜索从这里开始： /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/include /usr/local/include /usr/include 搜索列表结束。 # 1 "<stdin>" # 1 "<built-in>" # 1 "<命令行>" # 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4 # 1 "<命令行>" 2 # 1 "<stdin>" COMPILER_PATH=/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/ LIBRARY_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../lib64/:/lib/../lib64/:/usr/lib/../lib64/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../:/lib/:/usr/lib/ COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-E' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
对于C++
echo | g++ -v -x c++ -E - 或者 echo | gcc -v -x c++ -E -
[root@lsgxeva ~]# echo | g++ -v -x c++ -E - 使用内建 specs。 COLLECT_GCC=g++ 目标：x86_64-redhat-linux 配置为：../configure --prefix=/usr --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --with-bugurl=http://bugzilla.redhat.com/bugzilla --enable-bootstrap --enable-shared --enable-threads=posix --enable-checking=release --with-system-zlib --enable-__cxa_atexit --disable-libunwind-exceptions --enable-gnu-unique-object --enable-linker-build-id --with-linker-hash-style=gnu --enable-languages=c,c++,objc,obj-c++,java,fortran,ada,go,lto --enable-plugin --enable-initfini-array --disable-libgcj --with-isl=/builddir/build/BUILD/gcc-4.8.5-20150702/obj-x86_64-redhat-linux/isl-install --with-cloog=/builddir/build/BUILD/gcc-4.8.5-20150702/obj-x86_64-redhat-linux/cloog-install --enable-gnu-indirect-function --with-tune=generic --with-arch_32=x86-64 --build=x86_64-redhat-linux 线程模型：posix gcc 版本 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-11) (GCC) COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-E' '-shared-libgcc' '-mtune=generic' '-march=x86-64' /usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/cc1plus -E -quiet -v -D_GNU_SOURCE - -mtune=generic -march=x86-64 忽略不存在的目录“/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/include-fixed” 忽略不存在的目录“/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../x86_64-redhat-linux/include” #include "..." 搜索从这里开始： #include <...> 搜索从这里开始： /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../include/c++/4.8.5 /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../include/c++/4.8.5/x86_64-redhat-linux /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../include/c++/4.8.5/backward /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/include /usr/local/include /usr/include 搜索列表结束。 # 1 "<stdin>" # 1 "<built-in>" # 1 "<命令行>" # 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4 # 1 "<命令行>" 2 # 1 "<stdin>" COMPILER_PATH=/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/ LIBRARY_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../../lib64/:/lib/../lib64/:/usr/lib/../lib64/:/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/../../../:/lib/:/usr/lib/ COLLECT_GCC_OPTIONS='-v' '-E' '-shared-libgcc' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
