kk Blog —— 通用基础

本文介绍在linux中头文件的搜索路径，也就是说你通过include指定的头文件，linux下的gcc编译器它是怎么找到它的呢。在此之前，先了解一个基本概念。

头文件是一种文本文件，使用文本编辑器将代码编写好之后，以扩展名.h保存就行了。头文件中一般放一些重复使用的代码，例如函数声明、变量声明、常数定 义、宏的定义等等。当使用＃include语句将头文件引用时，相当于将头文件中所有内容，复制到＃include处。#include有两种写法形式， 分别是：

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#include <> ： 直接到系统指定的某些目录中去找某些头文件。
#include “” ： 先到源文件所在文件夹去找，然后再到系统指定的某些目录中去找某些头文件。

#include文件可能会带来一个问题就是重复应用，如a.h引用的一个函数是某种实现，而b.h引用的这个函数却是另外一种实现，这样在编译的时候将会出现错误。所以，为了避免因为重复引用而导致的编译错误，头文件常具有：

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#ifndef    LABEL
#define    LABEL
	//代码部分
#endif

的格式。其中LABEL为一个唯一的标号，命名规则跟变量的命名规则一样。

gcc寻找头文件的路径(按照1->2->3的顺序)

1.

在gcc编译源文件的时候，通过参数-I指定头文件的搜索路径，如果指定路径有多个路径时，则按照指定路径的顺序搜索头文件。命令形式如：“gcc -I /path/where/theheadfile/in sourcefile.c“，这里源文件的路径可以是绝对路径，也可以是相对路径。eg：
设当前路径为/root/test，include_test.c如果要包含头文件“include/include_test.h“，有两种方法：
1) include_test.c中#include “include/include_test.h”或者#include “/root/test/include/include_test.h"，然后gcc include_test.c即可
2) include_test.c中#include <include_test.h>或者#include <include_test.h>，然后gcc –I include include_test.c也可

2.

通过查找gcc的环境变量C_INCLUDE_PATH/CPLUS_INCLUDE_PATH/OBJC_INCLUDE_PATH来搜索头文件位置。

3. 再找内定目录搜索，分别是

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/usr/include
/usr/local/include
/usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.2/include

最后一行是gcc程序的库文件地址，各个用户的系统上可能不一样。
gcc在默认情况下，都会指定到/usr/include文件夹寻找头文件。

gcc还有一个参数：-nostdinc，它使编译器不再系统缺省的头文件目录里面找头文件，一般和-I联合使用，明确限定头文件的位置。在编译驱动模块时，由于非凡的需求必须强制GCC不搜索系统默认路径，也就是不搜索/usr/include要用参数-nostdinc，还要自己用-I参数来指定内核 头文件路径，这个时候必须在Makefile中指定。

4.

当#include使用相对路径的时候，gcc最终会根据上面这些路径，来最终构建出头文件的位置。如#include <sys/types.h>就是包含文件/usr/include/sys/types.h

_start是汇编程序的入口，main是c程序的入口？
gcc 只是一个 外壳而不是真正的编译器，这真的c编译器是/usr/lib/gcc/i486-gun/4.3.2/cc1,gcc调用c编译器、汇编器和链接器完成c 代码的编译链接工作。/usr/lib/gcc/i486-linux-gun/4.3.2/collect2是链接器ld的外壳，它调用ld完成链接。

i main.c被cc1编译成汇编程序/tmp/ccRGDpua.s。
ii 这个汇编程序被as汇编成目标文件/tmp/ccidnZ1d.o
iii 这个目标文件连同另外几个目标文件（crt1.o,crti.o,crtbegin.o,crtend.o,crtn.o)一起链接成可执行文件 main。在链接过程中还用-l，选项指定一些库文件，有libc、libgcc、ligcc_s，其中有些库是共享库，需要动态链接，所以用 -dynamic-linker选项指定动态链接器是/lib/ld-linux.so.2

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$ nm /usr/lib/crt1.o
00000000 R  _IO_stdin_used
00000000 D __data_start
                 U __libc_csu_fini
                 U __libc_csu_init
                 U __libc_start_main
00000000 R _fp_hw
00000000 T _start
00000000 W data_start
                 U main

U main 这一行表示main这个符号在crt1.o已经被引用了，但是还没有定义（Undefined），因此需要别的目标文件提供一个定义并且和crt1.o链接在一起。T_start表示在crt1.o中已定义为（text）。

c 程序的入口点其实是crt1.o提供的start，它先做一些初始化工作（启动例程，startup routine），然后调用我们编写的main函数。所以，main函数是程序的入口，不够准确。start才是真正的入口点，而main函数是被 _start调用的。

U __libc_start_main，这个符号在其他几个目标文件中也没有定义，所以链接生成可执行文件之后仍然是个未定义符号。事实上这个符号在 libc中定义，libc是一个共享库，它并不像其他目标文件一样链接到可执行文件main中，而是在运行时做动态链接：
i 操作系统在加载main这个程序时，首先看它有没有需要动态链接的未定义符号。
ii如果需要做动态链接，就查看这个程序指定了哪些共享库，以及用什么动态链接器来做动态链接。我们在链接时用-lc选项指定了共享库libc，用-dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 指定动态链接器，这些信息都会写到可执行文件中。
iii动态连接器加载共享库，在其中查找这些未定义符号的定义，完成链接过程。

c内联汇编

完整的内联汇编格式：

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__asm__(asembler template
		:output operands
		: input operands
		: list of clobbered registers
		);

e.g.

#include <stdio.h>
int main(void)
{
	int a=10,b;
	__asm__("movl %1,%%eax\n\t"
			"movl %%eax,%0\n\t"
			:"=r"(b)  //把%0所代表的寄存器的值输出给变量b
			:"r"(a)       //告诉编译器分配一个寄存器保存变量a的值，作为汇编程序的输入，对应%1
			:"%eax"
	);
	printf("result:%d,%d\n",a,b);
	return 0;
}