Linux 编译的一些注意参数

-Wall 打开gcc的所有警告

-l参数就是用来指定程序要链接的库，-l参数紧接着就是库名，那么库名跟真正的库文件名有什么关系呢？就拿数学库来说，他的库名是m，他的库文件名是libm.so，很容易看出，把库文件名的头lib和尾.so去掉就是库名了。

好了现在我们知道怎么得到库名，当我们自已要用到一个第三方提供的库名字libtest.so，那么我们只要把libtest.so拷贝到/usr/lib里，编译时加上-ltest参数，我们就能用上libtest.so库了（当然要用libtest.so库里的函数，我们还需要与libtest.so配套的头文件）

放在/lib和/usr/lib和/usr/local/lib里的库直接用-l参数就能链接了，但如果库文件没放在这三个目录里，而是放在其他目录里，这时我们只用-l参数的话，链接还是会出错，出错信息大概是：“/usr/bin/ld: cannot find -lxxx”，也就是链接程序ld在那3个目录里找不到libxxx.so，这时另外一个参数-L就派上用场了，比如常用的X11的库，它在/usr/X11R6/lib目录下，我们编译时就要用-L/usr/X11R6/lib -lX11参数，-L参数跟着的是库文件所在的目录名。再比如我们把libtest.so放在/aaa/bbb/ccc目录下，那链接参数就是-L/aaa/bbb/ccc -ltest

一:编译过程的4个阶段:预处理,编译,汇编,链接;
1:最常用的方式
gcc hello.c -o hello
2:预处理后停止编译
gcc -E hello.c -o hello.i(.i通常为已经预处理过的C原始程序)
3:将hello.i编译为目标代码,可以使用-c参数来完成
gcc -c hello.i -o hello.o
也可以使用-x参数让gcc从指定的步骤开始.
4:将生成的目标文件链接成可执行文件
gcc hello.o -o hello
5:多个源文件时
gcc f1.c f2.c -o file
二:gcc参数的警告提示功能
1:-pedantic 使用了ANSI/ISO C语言扩展语法的地方将产生相应的警告信息
2:-Wall   产生尽可能多的警告信息,建议始终带上
3:-Werror  将所有的警告当成错误进行处理
三:库依赖
函数库实际上就是一些头文件和库文件的集合.
-I选项向gcc的头文件搜索路径中添加新的目录
-L选项向gcc的库文件搜索路径中添加新的目录
-l指定链接的库文件名，如 -ldavid 表示指示gcc去连接库文件libdavid.so
-static强制使用静态链接库
动态库文件(.so)和静态库文件(.a)的区别在于程序执行时所需的代码是运行时动态加载的,还是编译时静态加载的.gcc优先使用动态库
四：其他
-On 控制优化代码的生成，n是一个代表优先级别的整数；n取0~3；-O相当于-O1;
-O1 减小代码的长度和执行时间，一般包括线程跳转(Thread Jump)和延迟退栈（Deferred Stack Pops）；
-O2 在O1基础上，进行一些额外调整，如处理器指令跳转；
-O3 在O2基础上，循环展开一些其他和处理器特性相关的优化工作；
-pipe:管道,它可以用来同时连接两个程序,其中一个程序的输出将直接作为另一个程序的输入,这样就可以避免使用临时文件,提高编译速度,但编译时消耗更多的内存.
-Dmacro 定义指定的宏，使它能够通过源码中的#ifdef进行检验
-g3   获得有关调试程序的详细信息
-S   要求编译程序生成来自源代码的汇编程序输出
-v   启动所有报警
-w   禁止所有报警
五：常见错误类型
1：syntex error,语法错误
2：can't find include file,头文件错误
3：ld:lm:No such file or directory,找不到所需的函数库
4：Undefined symbol未定义符号：源代码文件未被包含或编译。

gcc常用的编译选项对代码的影响

by alert7
2001-12-21

测试环境 redhat 6.2

★ 前言

本文讨论gcc的一些常用编译选项对代码的影响。当然代码变了，
它的内存布局也就会变了，随之exploit也就要做相应的变动。
gcc的编译选项实在太多，本文检了几个最常用的选项。


★ 演示程序

[alert7@redhat62 alert7]$ cat > test.c
#include <stdio.h>
void hi(void)
{
printf("hi");
}

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


★ 一般情况

[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -o test test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
  11773 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80483e4 <main>:       push   %ebp
0x80483e5 <main+1>:     mov    %esp,%ebp
0x80483e7 <main+3>:     call   0x80483d0 <hi>
0x80483ec <main+8>:     xor    %eax,%eax
0x80483ee <main+10>:    jmp    0x80483f0 <main+12>
0x80483f0 <main+12>:    leave
0x80483f1 <main+13>:    ret
....
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80483d0 <hi>:        push   %ebp
0x80483d1 <hi+1>:       mov    %esp,%ebp
0x80483d3 <hi+3>:       push   $0x8048450
0x80483d8 <hi+8>:       call   0x8048308 <printf>
0x80483dd <hi+13>:      add    $0x4,%esp
0x80483e0 <hi+16>:      leave
0x80483e1 <hi+17>:      ret
0x80483e2 <hi+18>:      mov    %esi,%esi
End of assembler dump.

来看看部分的内存映象
                   (内存高址)
                              +--------+
                              |bffffbc4| argv的地址(即argv[0]的地址)
                   0xbffffb84 +--------+
                              |00000001| argc的值
                   0xbffffb80 +--------+
                              |400309cb|main的返回地址
                   0xbffffb7c +--------+ <-- 调用main函数前的esp
                              |bffffb98| 调用main函数前的ebp
                   0xbffffb78 +--------+ <-- main函数的ebp
                              |080483ec| hi()的返回地址
                   0xbffffb74 +--------+
                              |bffffb78| 调用hi()前的esp
                   0xbffffb70 +--------+ 
                              |08048450| "hi"的地址
                   0xbffffb6c +--------+ 
                              | ...... |
                   (内存低址)

leave    指令所做的操作相当于MOV ESP,EBP 然后 POP EBP 
ret    指令所做的操作相当于POP EIP


★ -O 编译选项

With `-O', the compiler tries to reduce code size and execution time.
When you specify `-O', the two options `-fthread-jumps' and 
`-fdefer-pop' are turned  on
优化，减少代码大小和执行的时间

[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -O -o test test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
  11757 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80483d8 <main>:       push   %ebp
0x80483d9 <main+1>:     mov    %esp,%ebp
0x80483db <main+3>:     call   0x80483c8 <hi>
0x80483e0 <main+8>:     xor    %eax,%eax
0x80483e2 <main+10>:    leave
0x80483e3 <main+11>:    ret
0x80483e4 <main+12>:    nop
...
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80483c8 <hi>:        push   %ebp
0x80483c9 <hi+1>:       mov    %esp,%ebp
0x80483cb <hi+3>:       push   $0x8048440
0x80483d0 <hi+8>:       call   0x8048308 <printf>
0x80483d5 <hi+13>:      leave
0x80483d6 <hi+14>:      ret
0x80483d7 <hi+15>:      nop
End of assembler dump.

在main()中，把一条jmp指令优化掉了，很显然，这条指令是可以不需要的。
在hi()中，把add    $0x4,%esp优化掉了，这会不会使stack不平衡呢？
来看看部分的内存映象
                   (内存高址)
                              +--------+
                              |bffffbc4| argv的地址(即argv[0]的地址)
                   0xbffffb84 +--------+
                              |00000001| argc的值
                   0xbffffb80 +--------+
                              |400309cb|main的返回地址
                   0xbffffb7c +--------+ <-- 调用main函数前的esp
                              |bffffb98| 调用main函数前的ebp
                   0xbffffb78 +--------+ <-- main函数的ebp
                              |080483e0| hi()的返回地址
                   0xbffffb74 +--------+
                              |bffffb78| 调用hi()前的esp
                   0xbffffb70 +--------+ 
                              |08048440| "hi"的地址
                   0xbffffb6c +--------+ 
                              | ...... |
                   (内存低址)

leave    指令所做的操作相当于把MOV ESP,EBP 然后 POP EBP  
看到leave指令操作了没有，先把ebp-->esp，再pop ebp，这样即使
在过程内堆栈的esp,ebp是不平衡的，但只要返回时候碰到leave指令
就会平衡了，所以把add    $0x4,%esp优化掉也是没有问题的。


★ -O2 编译选项

-O2    Optimize  even more.  Nearly all supported optimizations that do 
    not involve a space-speed tradeoff are performed.  Loop unrolling
    and function inlining are not done, for example.  As compared to -O,
        this option increases both compilation time and the performance of
    the generated code.

[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -O2 -o test test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
  11757 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80483d8 <main>:       push   %ebp
0x80483d9 <main+1>:     mov    %esp,%ebp
0x80483db <main+3>:     call   0x80483c8 <hi>
0x80483e0 <main+8>:     xor    %eax,%eax
0x80483e2 <main+10>:    leave
0x80483e3 <main+11>:    ret
...
0x80483ef <main+23>:    nop
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80483c8 <hi>:        push   %ebp
0x80483c9 <hi+1>:       mov    %esp,%ebp
0x80483cb <hi+3>:       push   $0x8048440
0x80483d0 <hi+8>:       call   0x8048308 <printf>
0x80483d5 <hi+13>:      leave
0x80483d6 <hi+14>:      ret
0x80483d7 <hi+15>:      nop
End of assembler dump.

由于程序比较简单，再优化也没有好优化的了，所以跟-O出来的一样。


★ -fomit-frame-pointer 编译选项

-fomit-frame-pointer
              Don't keep the frame pointer in a register for functions 
          that don't need one.  This avoids the  instructions to save, 
          set up and restore frame pointers; it also makes an extra 
          register available in many functions.  It also makes 
          debugging impossible on most machines.

忽略帧指针。这样在程序就不需要保存，安装，和恢复ebp了。这样ebp也就是一个
free的register了，在函数中就可以随便使用了。

[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -fomit-frame-pointer -o test test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
  11773 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80483e0 <main>:       call   0x80483d0 <hi>
0x80483e5 <main+5>:     xor    %eax,%eax
0x80483e7 <main+7>:     jmp    0x80483f0 <main+16>
0x80483e9 <main+9>:     lea    0x0(%esi,1),%esi
0x80483f0 <main+16>:    ret
....
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80483d0 <hi>:        push   $0x8048450
0x80483d5 <hi+5>:       call   0x8048308 <printf>
0x80483da <hi+10>:      add    $0x4,%esp
0x80483dd <hi+13>:      ret
0x80483de <hi+14>:      mov    %esi,%esi
End of assembler dump.

在main()和hi()中都去掉了以下指令
push   %ebp
mov    %esp,%ebp//这两条指令安装
leave//这条指令恢复
来看看部分的内存映象
                   (内存高址)
                              +--------+
                              |bffffbc4| argv的地址(即argv[0]的地址)
                   0xbffffb84 +--------+
                              |00000001| argc的值
                   0xbffffb80 +--------+
                              |400309cb|main的返回地址
                   0xbffffb7c +--------+ 
                              |080483e5| hi()的返回地址
                   0xbffffb78 +--------+
                              |08048450|  "hi"字符串的地址
                   0xbffffb74 +--------+ 
                              | ...... |
                   (内存低址)
没有保存上层执行环境的ebp.


★ -fomit-frame-pointer && -O2 

-fomit-frame-pointer编译选项去掉了
push   %ebp
mov    %esp,%ebp//这两条指令安装
leave//这条指令恢复
-O2编译选项去掉了
add    $0x4,%esp

两个加起来会不会这四条指令一起去掉，从而使stack不平衡呢？

[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -fomit-frame-pointer -O2 -o test test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
  11741 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80483d8 <main>:       call   0x80483c8 <hi>
0x80483dd <main+5>:     xor    %eax,%eax
0x80483df <main+7>:     ret
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80483c8 <hi>:        push   $0x8048430
0x80483cd <hi+5>:       call   0x8048308 <printf>
0x80483d2 <hi+10>:      add    $0x4,%esp
0x80483d5 <hi+13>:      ret
0x80483d6 <hi+14>:      mov    %esi,%esi
End of assembler dump.
来看看部分的内存映象
                   (内存高址)
                              +--------+
                              |bffffbc4| argv的地址(即argv[0]的地址)
                   0xbffffb84 +--------+
                              |00000001| argc的值
                   0xbffffb80 +--------+
                              |400309cb|main的返回地址
                   0xbffffb7c +--------+ 
                              |080483dd| hi()的返回地址
                   0xbffffb78 +--------+
                              |08048430|  "hi"字符串的地址
                   0xbffffb74 +--------+ 
                              | ...... |
                   (内存低址)

此时就没有把add    $0x4,%esp优化掉，如果优化掉的话，整个stack就
会变的不平衡，从而会导致程序出错。


★ -fPIC 编译选项

-fPIC    If  supported for the target machine, emit position-independent
    code, suitable for dynamic linking,even if branches need large 
    displacements.
产生位置无关代码（PIC），一般创建共享库时用到。
在x86上，PIC的代码的符号引用都是通过ebx进行操作的。

[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -fPIC -o test test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
  11805 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80483f8 <main>:       push   %ebp
0x80483f9 <main+1>:     mov    %esp,%ebp
0x80483fb <main+3>:     push   %ebx
0x80483fc <main+4>:     call   0x8048401 <main+9>
0x8048401 <main+9>:     pop    %ebx//取得该指令的地址
0x8048402 <main+10>:    add    $0x1093,%ebx//此时ebx里面存放着是GOT表的地址
0x8048408 <main+16>:    call   0x80483d0 <hi>
0x804840d <main+21>:    xor    %eax,%eax
0x804840f <main+23>:    jmp    0x8048411 <main+25>
0x8048411 <main+25>:    mov    0xfffffffc(%ebp),%ebx
0x8048414 <main+28>:    leave
0x8048415 <main+29>:    ret
...
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80483d0 <hi>:        push   %ebp
0x80483d1 <hi+1>:       mov    %esp,%ebp
0x80483d3 <hi+3>:       push   %ebx
0x80483d4 <hi+4>:       call   0x80483d9 <hi+9>
0x80483d9 <hi+9>:       pop    %ebx
0x80483da <hi+10>:      add    $0x10bb,%ebx
0x80483e0 <hi+16>:      lea    0xffffefdc(%ebx),%edx
0x80483e6 <hi+22>:      mov    %edx,%eax
0x80483e8 <hi+24>:      push   %eax
0x80483e9 <hi+25>:      call   0x8048308 <printf>
0x80483ee <hi+30>:      add    $0x4,%esp
0x80483f1 <hi+33>:      mov    0xfffffffc(%ebp),%ebx
0x80483f4 <hi+36>:      leave
0x80483f5 <hi+37>:      ret
0x80483f6 <hi+38>:      mov    %esi,%esi
End of assembler dump.
来看看部分的内存映象
  
    (内存高址)
              +--------+
              |bffffbc4| argv的地址(即argv[0]的地址)
   0xbffffb84 +--------+
              |00000001| argc的值
   0xbffffb80 +--------+
              |400309cb|main的返回地址
   0xbffffb7c +--------+ <-- 调用main函数前的esp
              |bffffb98| 调用main函数前的ebp
   0xbffffb78 +--------+ <-- main函数的ebp
              |401081ec| 保存的ebx
   0xbffffb74 +--------+
              |0804840d| （存放过call 0x8048401的下一条指令地址）
   0xbffffb70 +--------+ 
              |bffffb78| 调用hi()前的esp
   0xbffffb6c +--------+ 
              |08049494| GOT表地址
   0xbffffb68 +--------+ 
              |08048470|（存放过call 0x80483d9的下一条指令地址） 
   0xbffffb64 +--------+ 
              | ...... |
     (内存低址)


★ -static 编译选项

-static
    On systems that support dynamic linking, this prevents 
    linking with the shared libraries.  On other  systems, 
    this option has no effect.
把一些函数都静态的编译到程序中，而无需动态链接了。

[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -o test -static test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
962808 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80481b4 <main>:       push   %ebp
0x80481b5 <main+1>:     mov    %esp,%ebp
0x80481b7 <main+3>:     call   0x80481a0 <hi>
0x80481bc <main+8>:     xor    %eax,%eax
0x80481be <main+10>:    jmp    0x80481c0 <main+12>
0x80481c0 <main+12>:    leave
0x80481c1 <main+13>:    ret
...
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80481a0 <hi>:        push   %ebp
0x80481a1 <hi+1>:       mov    %esp,%ebp
0x80481a3 <hi+3>:       push   $0x8071528
0x80481a8 <hi+8>:       call   0x804865c <printf>
0x80481ad <hi+13>:      add    $0x4,%esp
0x80481b0 <hi+16>:      leave
0x80481b1 <hi+17>:      ret
0x80481b2 <hi+18>:      mov    %esi,%esi
End of assembler dump.
[alert7@redhat62 alert7]$ ldd test
        not a dynamic executable
-static出来的代码已经没有PLT了，GOT虽然有，已经全部为0了。


★ 小节

抛砖引玉般简单的实例描述了下gcc常用的编译选项对代码的影响。
不正之处，还请斧正。谢谢。

文章来源：http://xfocus.org/

refer:: http://blog.163.com/shaohj_1999@126/blog/static/6340685120123123312253/