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前言
一个C/C++文件要经过预处理(preprocessing)、编译(compilation)、汇编(assembly)和连接(linking)才能变成可执行程序
| 后缀名 | 语言种类 | 后期操作 |
|---|---|---|
| .c | C源程序 | 预处理、编译、汇编 |
| .C | C++源程序 | 预处理、编译、汇编 |
| .cc | C++源程序 | 预处理、编译、汇编 |
| .cxx | C++源程序 | 预处理、编译、汇编 |
| .m | Objective-C源程序 | 预处理、编译、汇编 |
| .i | 预处理后的C文件 | 编译、汇编 |
| .ii | 预处理后的C++文件 | 编译、汇编 |
| .s | 汇编语言源程序 | 汇编 |
| .S | 汇编语言源程序 | 预处理、汇编 |
| .h | 预处理器文件 | 通常不出现在命令行上 |
- .o: 目标文件(Object file，OBJ文件)
- .a: 归档库文件(Archive file)
总体选项
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -c | 预处理、编译和汇编源文件，但是不做连接 |
| -S | 编译后即停止，不进行汇编 |
| -E | 预处理后即停止 |
| -o | 制定输出文件名 |
| -v | 显示制作GCC工具自身时的配置命令 |
连接器选项
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| object-file-name | 如果某些文件没有特别明确的后缀，就认为它们是OBJ文件或库文件 |
| -llibrary | 连接名为library的库文件 |
| -nostartfiles | 不连接启动标准启动文件，标准库文件仍然正常使用 |
| -nostdlib | 不连接系统标准启动文件和标准库文件，只把制定的文件传递给连接器 |
| -static | 在支持动态连接的系统上阻止连接共享库 |
| -shared | 生成一个共享OBJ文件，可以和其它OBJ文件连接产生可执行文件 |
| -Xlinker option | 把选项option传递给连接器。可以用来传递系统特定的连接选项，GCC无法识别这些选项。如果需要传递携带参数的选项，必须使用两次”-Xlinker”，一次传递选项，另一次传递其参数 |
| -Wl, option | 把选项option传递给连接器。如果option中含有逗号，就在逗号处分割成多个选项。 |
| -u | 使连接器认为取消了symbol的符号定义，从而连接库模块以取得定义 |
连接脚本
ALIGN(align)：指定对齐的要求
AT(ldadr)：指定这个段在编译出来的映像文件中的地址——加载地址。如果不使用这个选项，则加载地址等于运行地址
Objcopy
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| input-file、outfile | 如果未指定outfile文件，将生产文件覆盖为input-file |
| -I bfdname | 指明源文件的格式 |
| -O bfdname | 使用指定的格式来输出文件 |
| -F bfdname | 同时指明源文件、目的文件的格式 |
| -R sectionname | 从输出文件中删除所有名为sectionname的段 |
| -S或–strip-all | 不从源文件中复制重定位信息和符号信息到目标文件中 |
| -g或–strip-debug | 不从源文件中复制调试符号到目标文件中 |
Objdump
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -b bfdname | 指定目标码格式 |
| -d | 反汇编可执行段 |
| -D | 反汇编所有段 |
| -EB或-EL | 指定字节序 |
| -f | 显示文件的整体头部摘要信息 |
| -h | 显示目标文件各个段的头部摘要信息 |
| -i | 显示支持的目标文件格式和CPU架构 |
| -j name | 仅显示指定section的信息 |
| -m machine | 指定反汇编目标文件时使用的架构 |
寄存器列表和内存单元对应关系
- 编号低的寄存器对应内存中的低地址单元
- 编号高的寄存器对应内存中的高地址单元
汇编指令的执行条件
CPSR条件标志位N、Z、C、V分别表示Negative、Zero、Cary、Overflow
| 条件码 | 助记符 | 含义 | CPSR中条件标志位 |
|---|---|---|---|
| 0000 | eq | 相等 | Z = 1 |
| 0001 | ne | 不相等 | Z = 0 |
| 0010 | cs | 无符号数大于/等于 | C = 1 |
| 0011 | cc | 无符号数小于 | C = 0 |
| 0100 | mi | 负数 | N = 1 |
| 0101 | pl | 非负数 | N = 0 |
| 0110 | vs | 上溢出 | V = 1 |
| 0111 | vc | 没有上溢出 | V = 0 |
| 1000 | hi | 无符号数大于 | C = 1且Z = 0 |
| 1001 | ls | 无符号数小于等于 | C = 0或Z = 1 |
| 1010 | ge | 带符号数大于等于 | N = 1，V = 1或N = 0， V = 0 |
| 1011 | lt | 带符号数小于 | N = 1，V = 0或N = 0， V = 1 |
| 1100 | gt | 带符号数大于 | Z = 0且N = V |
| 1101 | le | 带符号数小于/等于 | Z = 1或 N != V |
| 1110 | al | 无条件执行 | - |
| 1111 | nv | 从不执行 | - |
寄存器的使用规则
| 寄存器 | 别名 | 使用规则 |
|---|---|---|
| r15 | pc | 程序计数器 |
| r14 | lr | 连接寄存器 |
| r13 | sp | 数据栈指针 |
| r12 | ip | 子程序内部调用的scratch寄存器 |
| r11 | v8 | ARM状态局部变量寄存器8 |
| r10 | v7、sl | ARM状态局部变量寄存器7，在支持数据栈检查的ATPCS中为数据栈限制指针 |
| r9 | v6、sb | ARM状态局部变量寄存器6，在支持RWPI的ATPCS中为静态基址寄存器 |
| r8 | v5 | ARM状态局部变量寄存器5 |
| r7 | v4、wr | ARM状态局部变量寄存器4，Thumb状态工作寄存器 |
| r6 | v3 | ARM状态局部变量寄存器3 |
| r5 | v2 | ARM状态局部变量寄存器2 |
| r4 | v1 | ARM状态局部变量寄存器1 |
| r3 | a4 | 参数/结果/scratch寄存器4 |
| r2 | a3 | 参数/结果/scratch寄存器3 |
| r1 | a2 | 参数/结果/scratch寄存器2 |
| r0 | a1 | 参数/结果/scratch寄存器1 |
使用规则总结
- 子程序间通过寄存器r0~r3来传递参数，这时可以使用它们的别名a1~a4。被调用的子程序返回前无需恢复r0~r3的内容
- 在子程序中，使用r4~r11来保存局部变量，这时可以使用它们的别名v1~v8。如果在子程序中使用了它们的某些寄存器，子程序进入时要保存这些寄存器的值，在返回前恢复它们；对于子程序中没有使用到的寄存器，则不必进行这些操作。在Thumb程序中，通常只能使用寄存器r4~r7来保存局部变量
- 寄存器r12用作子程序间scratch寄存器，别名为ip
- 寄存器r13用作数据栈指针，别名为sp。在子程序中寄存器r13不能用作其它用途。它的值在进入、退出子程序时必须相等
- 寄存器r14称为连接寄存器，别名lr。它用于保存子程序的返回地址。如果在子程序中保存了返回地址，r14可以用作其它用途
- 寄存器r15是程序计数器，别名为pc。它不能用作其它用途
数据栈使用规则
数据栈有两个增长方向：向内存地址减小的方向增长时，称为DESCENDING栈；向内存地址增加的方向增长时，称为ASCENDING栈
所谓数据栈的增长就是移动栈指针。当栈指针指向栈顶元素(最后一个入栈的数据)时，称为Full栈；当栈指针指向栈顶元素(最后一个入栈的数据)相邻的一个空的数据单元时，称为Empty栈
综合这两个特点，数据栈可以分为以下4种：
- FD：Full Descending，满递减
- ED：Empty Descending，空递减
- FA：Full Ascending，满递增
- EA：Empty Ascending，空递增
ATPCS规定数据栈为FD类型，并且对数据栈的操作是8字节对齐的。使用stmdb/ldmia批量内存访问指令来操作FD数据栈
使用stmdb命令往数据栈中保存内容时，先递减sp指针，再保存数据；使用ldmia命令从数据栈中恢复数据时，先获取数据，再递增sp指针，sp指针总是指向栈顶元素。