GNU工具链简介

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GNU工具链 (GNU Toolchain) 是一组用于开发应用程序和操作系统的编程工具的集合，这些工具构成了一个完整的系统。GNU工具链包括GCC、GNU Binutils、GNU m4、GNU Autoconf和GNU make等部分。这里主要介绍GCC、Binutils和Glibc。

GNU Compiler Collection
　　GCC全称GNU Compiler Collection，其主要的工具包括cpp、g++、gcc、gcov、gprof等。其中cpp是C预处理器，主要用于在编译C、C++或Objective-C源代码之前对它们进行预处理，由编译器自动调用；g++和gcc可以大致认为分别是C++和C编译器 (当然，事实上它们都只是driver程序，分别再调用cc1plus、cc1和汇编器、链接器而已)；gcov是一个检测代码覆盖率的工具，gprof是一个profile工具，这两个工具主要是跟GCC配合来分析并提高程序的性能，此时应用程序进行编译的时候需要使用类似以下方法:CFLAGS="-fprofile-arcs -ftest-coverage" ./configure --config-options(./configure –help)。

GNU Binutils
　　GNU Binutils (Binary Utilities) 是一组二进制工具集。其中主要的两个工具是as和ld。as是GNU汇编器，通常也称为GAS (GNU Assembler)，ld是GNU链接器；as对GCC的输出文件进行汇编产生目标文件，然后由ld链接目标文件、重定位数据产生可执行文件。另外，GNU Binutils还包括其它一些工具：

　　* addr2line用于将程序中的地址对应到文件名和相应的行号。给定一个地址和一个可执行文件，addr2line使用可执行文件中的调试信息来确定该地址所对应的文件和行号。addr2line addr -e exe -f。

　　* ar用于建立、修改和提取档案文件 (archives)。档案文件经常被用作库文件，来保存程序常用的函数过程。

　　* c++filt:我们知道，C++和Java中都有重载函数的特性，编译器要区分重载函数，就需要对函数标识符进行编码转换成一个汇编级别的标签 (label)，这个过程称为名字改编 (name mangling) 或名字修饰 (name decoration)。而c++filt所执行的就是这个过程的逆过程。

　　* dlltool用于创建Windows动态链接库。

　　* gold是一种比ld更快的、但是只针对ELF文件格式的链接器。

　　* nm用于列出二进制文件 (包括库文件和可执行文件) 中的符号，这些符号可以是函数、全局变量、静态变量等等。

　　* objcopy用于将一种格式的目标文件复制成另外一种格式。objcopy使用GNU BFD库来读写目标文件，复制过程中要进行的转换由objcopy的命令行参数进行控制。

　　* objdump用于列出关于二进制文件的各种信息。例如，可以使用它来反汇编可执行文件:objdump -D exe；可以只显示指定段 (section) 的内容:objdump -j section -s exe。

　　* ranlib用于为档案文件生成索引信息，这样可以提高档案文件的访问速度。

　　* readelf类似于objdump，但是它只能处理ELF格式的文件，并且没有使用GNU BFD库。

　　* size用于列出目标文件或者档案文件各段的大小。

　　* strings用于列出目标文件中的可打印字符串，字符串的最小长度由-n参数指定，默认为4。

　　* strip用于移除目标文件中的符号，以减少程序文件的大小，这对于嵌入式系统比较有用。

　　上述这些程序大部分都使用GNU BFD (Binary File Descriptor) 库，BFD库使得应用程序可以使用同样的接口来操作不同的二进制文件格式；并且这些程序很多也都使用opcodes库来汇编和反汇编机器指令。

GNU C Library
　　Glibc就是GNU的C标准库，主要支持GNU Hurd和Linux两种内核。Glibc是移植GNU工具链时一个不可或缺的部分。Glibc主要由两部分组成，一部分是头文件；另一部分是库的二进制文件，包括动态和静态两个版本，一般位于/lib/libc.so.6和/usr/lib/libc.a。

　　另外，Glibc还有几个辅助程序运行的运行库 (C RunTime Library)，分别是/usr/lib/crt1.o、/usr/lib/crti.o和/usr/lib/crtn.o，其中crt1.o中包含程序的入口函数_start以及两个未定义的符号__libc_start_main和main，由_start负责调用__libc_start_main初始化libc，然后调用我们源代码中定义的main函数；另外，由于类似于全局静态对象这样的代码需要在main函数之前执行，crti.o和crtn.o负责辅助启动这些代码。另外，Gcc中同样也有crtbegin.o和crtend.o两个文件，这两个目标文件用于配合glibc来实现C++的全局构造和析构。

　　在进行嵌入式开发时，还有两种流行的C库分别是Newlib和uClibc。