一、可执行文件是如何被组装的？

一个源程序到一个可执行程序的过程：预编译、编译、汇编、链接。 其中，编译是主要部分，其中又分为六个部分：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代码生成和优化。 链接中，分为静态链接和动态链接。

二、用gcc生成静态库和动态库

2.1 创建目录

先创建一个目录：

2.2 生成文件

在该目录下用vim、nano 或 gedit 等文本编辑器编辑生成所需要的 3 个文件：

三个文件的代码分别如下：
hello.c:

#ifndef HELLO_H
#define HELLO_H  
void hello(const char *name); 
#endif 

hello.h:

#include <stdio.h> 
void hello(const char *name) 
{printf("Hello %s!\n", name); }

main.c

#include "hello.h"
 int main() 
 {
 hello("everyone"); 
 return 0; 
 }

编译hello.c文件

2.3 创建静态库

用以下命令创建静态库：

# ar -crv libmyhello.a hello.o

2.4 在程序中使用静态库

使用如下命令：

gcc -c main.c                                \\先生成 main.o
gcc -o hello main.o libmyhello.a             \\再生成可执行文件

输入 ./hello运行程序

删除libmyhello.a，程序照常运行

2.5 由.o文件创建动态库文件

删除刚才生成的文件:

rm libmyhello.a

然后输入：

gcc -shared -fPIC -o libmyhello.so hello.o  //生成动态文件库

(如果报错，可以用以下代码从新编译.o文件再尝试)

gcc -c -fpic hello.c

2.6 在程序中使用动态库

输入：

gcc -o hello main.c -L. -lmyhello     //生成目标文件
sudo mv libmyhello.so /usr/lib     //将文件 libmyhello.so 复制到目录/usr/lib
./hello

（如果是用的ubuntu16，则需要删除hello.o文件之后从新用gcc -fpic -c hello.c命令生成hello.o再执行gcc -o hello main.c -L. -lmyhello）

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20201012182408281.png#pic_center

三 、静态文件与动态文件对比

3.1 生成静态文件并记录大小

main.c，sub1.c，sub2.c三个文件代码如下：
main.c:

#include<stdio.h>
#include"sub1.h"
#include"sub2.h"
void main()
{
	float a=50,b=30,c,d;
	c=x2x(a,b);
        d=x2y(c); 
	printf("%lf\n",c);
        printf("%lf\n",d); 
}

sub1.c:

#include<stdio.h>
float x2x(float a,float b)
{
	float c;
	c=a*b;
	return c;
}

sub2.c:

#include<stdio.h>
float x2y(float x)
{
  float y;
  y=x*x;
}

把main.c，sub1.c，sub2.c分别编译为3个.o目标文件
再输入

ar -crv libmain.a sub1.o sub2.o   //生成静态文件库
gcc main.c libmain.a -o result    //mian.c与静态文件库连接

结果如下图：

记录文件大小：

3.2 生成动态文件并记录大小

删除静态库文件并输入：

gcc -shared -fPIC -o libmain.so sub1.o sub2.o    //生成动态文件库
gcc main.c libmain.so -o result       //与动态文件库连接

结果如下图

记录文件大小：


对比可知，动态文件库程序比静态文件库程序更大。

四、gcc及其编译工具中的软件

一组二进制程序处理工具，包括：addr2line、ar、objcopy、objdump、as、ld、 ldd、readelf、 size 等。这 一组工具 是开发和 调试不可 缺少的工具 ，分别简 介 如下：
(1) addr2line：用 来将程序 地址转 换成其所 对应的程 序源文 件及所对 应的代 码 行，也可以得到所对应的函数。该工具将帮助调试器在调试的过程中定位对 应的源代码位置。
(2) as：主要用于汇编，有关汇编的详细介绍请参见后文。
(3) ld：主要用于链接，有关链接的详细介绍请参见后文。
(4) ar：主要用于创建静态库。为了便于初学者理解，在此介绍动态库与静态库 的概念：
…如果 要将 多个 .o 目标 文件 生成 一个 库文 件， 则存 在两 种类 型的 库， 一种 是 静态库，另一种是动态库。
…在 windows 中 静态 库是 以 .lib 为 后缀 的文 件 ，共 享库 是以 .dll 为 后缀 的 文 件 。 在 linux 中 静 态 库 是 以 .a 为 后 缀 的 文 件 ， 共 享 库 是 以 .so 为 后 缀 的文件。
… 静 态 库 和 动 态 库 的 不 同 点 在 于 代 码 被 载 入 的 时 刻 不 同 。 静 态 库 的 代 码 在 编 译 过 程 中 已 经 被 载 入 可 执 行 程 序 ， 因 此 体 积 较 大 。 共 享 库 的 代 码 是 在 可 执 行 程 序 运 行 时 才 载 入 内 存 的 ， 在 编 译 过 程 中 仅 简 单 的 引 用 ， 因 此 代 码 体 积 较 小 。 在 Linux 系 统 中 ， 可 以 用 ldd 命 令 查 看 一 个 可 执 行 程 序 依 赖 的 共 享 库。
…如 果 一 个 系 统 中 存 在 多 个 需 要 同 时 运 行 的 程 序 且 这 些 程 序 之 间 存 在 共 享 库，那么采用动态库的形式将更节省内存。
(5) ldd：可以用于查看一个可执行程序依赖的共享库。
(6) objcopy：将一种对象文件翻译成另一种格式，譬如将.bin 转换成.elf、或 者将.elf 转换成.bin 等。
(7) objdump：主要的作用是反汇编。有关反汇编的详细介绍，请参见后文。
(8) readelf：显示有关 ELF 文件的信息，请参见后文了解更多信息。
(9) size：列出可执行文件每个部分的尺寸和总尺寸，代码段、数据段、总大小 等，请参见后文了解使用 size 的具体使用实例。

4.1 gcc常用命令

创建一个文件夹并写一段简单代码，进行进行预处理，编译及汇编：

4.2 连接并查看一些属性

4.3分析ELF文件

4.4安装并使用nasm

使用 sudo apt-get install nasm安装nasm 并用nasm -version查看是否安装成功

把示例文件hello.asm复制到linux中，或者直接放到共享文件夹下：

对示例代码“hello.asm”编译生成可执行程序：

查看大小：

对比c代码：

显然，汇编代码占用内存小得多。

五、linux系统背后的代码库

5.1 curses的主要函数功能

一.全局变量
　　WINDDW*　curscr：当前屏幕
　　WINDOW*　stdscr：标准屏幕
二.函数说明
1.字符显示
　 WINDOW*　initscr()
　SCREEN*　newterm(char *type, FILE *outfd, FILE *infd)
　初始化函数，对用户访问的每个终端都应该调用newterm，type是终端的名称，包括在$TERM中(如ansi, xterm, vt100等等) 。
2.方框和直线
　　int　border(ls, rs, ts, bs, tl, tr, bl, br)
　　int　wborder(win, ls, rs, ts, bs, tl, tr, bl, br)
　　int　box(win, vert, hor)
　　这些函数在窗口的边界(或者win的边界)画上方框。在下面的表格中，读者将可以看到字符，以及它们的默认值。当用零去调用box(.)时将会用到这些默认值。在下面的图中读者可以看到方框中字符的位置

3.输出选项
　　int　 idlok(win, bf)
　　void　fdcok(win, bf)
　　这两个函数为窗口使能或者关闭终端的insert/delete特征(idlok(.)针对一行，而fdcok(.)则针对字符)。(注：idcok(.)尚未实现)

5.2 在windows10中游客身份体验即将绝迹的远古时代的 BBS

“控制面板”–>“程序”—>“启用或关闭Windows功能”，启用 “telnet client” 和"适用于Linux的Windows子系统"

打开cmd命令窗口输入 telnet bbs.newsmth.net进入bbs（一个用键盘光标控制的终端程序）。

5.3 安装curses库

使用以下代码安装curses库

sudo apt-get install libncurses5-dev

ubunt下，该库的头文件在 /usr/include ，库在/usr/lib/i386-linux-gnu/libc.so。

5.3 体验Linux 环境下C语言编译贪吃蛇游戏

在（http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/41375.htm）复制代码到ubuntu下，保存为mysnake.c

然后在该处打开终端输入输入

cc mysnake.c -lcurses -o mysnake  //生成可执行文件

然后输入./mysnake 及可运行贪吃蛇小游戏，如下图。