个人笔记

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cpp-compilation ​

1. 安装 ​

  • ubuntu
text
sudo apt update
sudo apt install build-essential
  • windows

官网进入 sourceforge，选择 files 往下拉点 x86_64-win32-seh，解压，配环境变量

2. 编译命令 ​

编译流程

  • 预处理（cpp）：g++ file.cpp -E -o file.i，不删除注释加个 -C
  • 编译（ccl）：g++ file.i -S -o file.s
  • 汇编（as）：g++ file.s -c -o file.o
  • 链接（ld）：g++ file.o -o file

编译参数

  • 头文件目录 -I $path
  • 库目录 -L $path
  • 优化 -Og -O0 -O1 -O2 -O3
  • 调试信息 -g
  • 宏 -D $name -D $name=$value
  • 增强警告 -Wall -Wextra -Wpedantic
  • 传给链接器 -Wl,...,...
  • -Wl,-rpath,$dir 运行时动态库搜索目录

静态库

  • 生成 ar xxx.cpp -rcs $file.a
  • 查看包含哪些文件 ar -t $file.a
  • 使用 g++ main.cpp -o main -L lib -lxxx
  • 使用 g++ main.cpp -o main $file.a

动态库

  • 生成 g++ xxx.cpp -fPIC -shared -o $file.so
  • 使用 g++ main.cpp -o main -L $path -lxxx
  • 使用 g++ main.cpp -o main $file.so

clang 编译可以细分

  • clang++ -E -Xclang -dump-tokens $file.cpp 生成 tokens
  • clang++ -E -Xclang -ast-dump $file.cpp 生成语法树 AST
  • ... 生成中间代码 IR

objdump

  • objdump -s -d $file.o > $file.objdump 反汇编，可读性比较好
  • -S 显示源码，编译时需要 -g
  • -C 解析 c++ 符号名
  • -l 显示文件名和行号
  • -r 似乎指定这个才能显示跨翻译单元跳转，-R 针对动态链接跳转
  • -t 导出符号，-T 针对动态链接
  • -M intel 用 intel style
  • objdump -D -b binary -mi386:x86-64 bin $file > $resultFile.objdump 反汇编独立的符号，可直接查看 jit 生成的函数

nm

  • nm -D $file 查看符号，T 符号，U 符号引用，W 弱符号

readelf

  • readelf -a $file.o > $resultFile 阅读 elf 的工具

lto：链接时优化，因为比较慢可能不常用

3. 一些编译参数 ​

  • sanitize：编译选项，用于 c++ 内存越界、ub 等问题
  • clang timetrace：编译时间分析

4. 链接 ​

一个翻译单元由源文件和直接或间接包含的所有标头组成

4.1. 栈 ​

缓冲区溢出攻击：外部向 char 数组写数据时，溢出并覆盖函数返回地址，可以执行任意代码

对抗缓冲区溢出攻击：

  • 栈随机化：程序一开始会在栈上分配随机大小的空间，是标准行为。该防御不是完全安全的。
  • 栈破坏检测：在函数中有 char 局部数组时，保存函数返回地址，并在调用后比较
  • 限制可执行代码区域：栈被标记为可读可写不可执行

4.2. elf ​

elf 分类

  • 可重定位文件 relocatable file
  • 可执行文件 executable file
  • 共享目标文件 shared object file
  • 核心转储文件 core dump file

elf 构成

  • elf 头 elf header
  • .text 代码段
  • .data 数据段
  • .rodata 只读数据
  • .bss bss 段，存未初始化的静态变量，在文件中不占空间
  • .symtab 符号表
  • .rel.text 重定位到 .text
  • .rel.data 重定位到 .data
  • .debug 调试符号表，需要 -g 编译
  • .line 行号，需要 -g 编译
  • .strtab 字符串表

符号

  • 本模块定义的全局符号，比如非静态函数和非静态全局变量
  • 被本模块引用的全局符号（外部符号）
  • 局部符号，比如静态函数和静态全局变量

4.3. 静态链接 ​

重名符号：

  1. 不允许多个重名的强符号
  2. 优先强符号
  3. 弱符号里选择任意一个

静态库：多个目标文件的打包

libc.a 提供标准 io、字符串等操作

libm.a 提供浮点数学函数

静态库以存档 archive 的文件格式保存，后缀 .a