GNU家族简介及GDB汇编玩法

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GNU家族简介及GDB汇编玩法

GNU

GNU是什么？

GNU是一个自由软件open in new window操作系统—就是说，它尊重其使用者的自由。GNU操作系统包括GNU软件包（专门由GNU工程发布的程序）和由第三方发布的自由软件。GNU的开发使你能够使用电脑而无需安装可能会侵害你自由的软件。

我们建议安装这些GNU版本open in new window（更确切地说是，GNU/Linux发行版），它们完全是自由软件。更多关于 GNUopen in new window。

GNU 和 Linux 的关系

Linux只是一个操作系统内核而已（不是操作系统），而GNU提供了大量的自由软件来丰富在其之上各种应用程序。

严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核（但在实际上人们已经习惯了用Linux来形容「整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统」）

Linux的历史是和GNU紧密联系在一起的。从1983年开始的GNU计划致力于开发一个自由并且完整的类Unix操作系统，包括软件开发工具和各种应用程序。到1991年Linux内核发布的时候，GNU已经几乎完成了除了系统内核之外的各种必备软件的开发。在Linus Torvalds和其他开发人员的努力下，GNU组件可以运行于Linux内核之上。

Linux确实存在，许多人都在使用它，但它仅仅是所用系统的一部分。Linux是内核：它是为你运行的其他程序分配计算机资源的程序。内核是操作系统的基本部分，但是它自己并无用处；它只能在完整的操作系统框架下才能发挥作用。Linux一般和GNU操作系统一起使用：整个系统基本上就是GNU加上Linux，或叫GNU/Linux。所有被叫做“Linux”的发行版实际上是GNU/Linux发行版。包含 GNU软件和 Linux内核的软件被称为 Linux发行版或 Linux发行套件。

一般来讲，一个Linux发行套件包含大量的软件，比如软件开发工具，数据库，Web服务器（例如Apache)，X Window，桌面环境（比如GNOME和KDE），办公套件（比如OpenOffice.orgopen in new window）······

绝大多数基于Linux内核的操作系统使用了大量的GNU软件，包括了shell程序、工具、程序库、编译器及工具；还有许多其他程序，例如Emacs。

正是由于Linux使用了许多GNU程序，GNU计划的开创者Richard Stallman博士提议将Linux操作系统改名为GNU/Linux。但有些人只把操作系统叫做"Linux"。有部分Linux套件，包括Debian，采用了“GNU/Linux”的称呼。但大多数商业 Linux套件依然将操作系统称为Linux。有些人也认为“操作系统”一词指的应该只是系统的内核，其他程序都只能算是应用软件，这么一来，该操作系统的内核应叫Linux，而Linux套件是在Linux内核的基础上加入各种GNU工具。

GNU操作系统由自由软件基金会open in new window资助。

“自由软件基金会（FSF）是一个非盈利组织。我们的使命是在全球范围内促进计算机用户的自由。我们捍卫所有软件用户的权利。”

GCC

GCC（GNU Compiler Collection，GNU编译器套件）是由GNU开发的编程语言译器。GNU编译器套件包括C、C++、 Objective-C、 Fortran、Java、Ada和Go语言前端，也包括了这些语言的库（如libstdc++，libgcj等）。

GCC原本作为GNU操作系统的官方编译器，现已被大多数类Unix操作系统（如Linux、BSD、Mac OS X等）采纳为标准的编译器，GCC同样适用于微软的Windows。GCC是自由软件过程发展中的著名例子，由自由软件基金会以GPL协议发布。

GCC的初衷是为GNU操作系统专门编写的一款编译器。GNU系统是彻底的自由软件。此处，“自由”的含义是它尊重用户的自由

GNU Compiler Collection

GCC原名为GNU C语言编译器（GNU C Compiler），只能处理C语言。但其很快扩展，变得可处理C++，后来又扩展为能够支持更多编程语言，如Fortran、Pascal、Objective -C、Java、Ada、Go以及各类处理器架构上的汇编语言等，所以改名GNU编译器套件（GNU Compiler Collection）

之后，gcc 有时就被限定的称为 GNU Compiler Collection 的 c 的编译器；

所以gcc现在有两个意思。

g++

g++ 是 GNU Compiler Collection 的 c++ 的编译器，但是也支持编译c.

过程模拟

linux下，gcc 是指gcc c编译器。我们从一个程序到一个可执行文件来说明gcc的几个选项：

如果你写的代码是hello.c，你的程序将经历下面的步骤到达硬盘或者内存成为可执行文件。
gcc -E main.c -o main.i //第一步：hello.c（文本）经过预编译生成hello.i（文本）
gcc -S main.i -o main.S //第二步：hello.i（文本）经过编译器生成hello.s（汇编。文本）
gcc -c main.c -o main.o //第三步：hello.s（文本）经过汇编器生成hello.o（二进制）。
gcc main.o -o main //第四步：hello.o（二进制）经过链接器生成hello可执行文件

部分文件后缀约定

gcc所遵循的部分约定规则：

c为后缀的文件，C语言源代码文件。
a为后缀的文件，是由目标文件构成的档案库文件。
.h为后缀的文件，是程序所包含的头文件。
.i 为后缀的文件，是C源代码文件且不应该对其执行预处理。
.m为后缀的文件，是Objective-C源代码文件。
.o为后缀的文件，是编译后的目标文件。
.s为后缀的文件，是汇编语言源代码文件。

GDB

GDB: The GNU Project Debugger「GDB：GNU项目调试器」

什么是 GDB？

GDB，GNU项目调试器，使您可以查看另一个程序在“执行”期间正在执行的操作–或该程序崩溃时正在执行的操作。

GDB可以做四种主要的事情（以及支持这些事情的其他事情）来帮助您捕获行为中的错误：

启动您的程序，并指定可能影响其行为的所有内容。
使程序在指定条件下停止。
检查程序停止时发生的情况。

更改程序中的内容，以便您可以尝试纠正一个错误的影响，然后继续了解另一个错误。这些程序可能与GDB（本机）在同一台计算机上执行，在另一台计算机（远程）上或在模拟器上执行。 GDB可以在大多数流行的UNIX和Microsoft Windows变体以及Mac OS X上运行。

GDB支持什么语言

GDB supports the following languages (in alphabetical order):

Ada
Assembly
C
C++
D
Fortran
Go
Objective-C
OpenCL
Modula-2
Pascal
Rust

GDB 和 GCC的区别

GDB是调试工具，GCC是编译器。

玩法

Objectives	GDB commands
Getting started with a program	gcc –g example.c –O filename g –o example filename gdb example
Check out the C and assembly code	list, list 1,24 disas main, disas /m, disas /r
Display source code and assembly code in independent windows	Enter split window mode: layout split Set focus: focus src, focus asm Exit the mode: Ctrl-X a
Insert a break point And run the program	b function_name/line_number run
Execute the c code step by step	next/n
Execute the assembly code step by step	nexti/ni
Check out the CPU registers with values	info registers, info registers eflags/rax…
Watch the value of a variable	print var
Examine memory with an address	x /d $regname

实验环境 Centos Linux 7.2
编译器：gcc（未安装使用以下命令安装）
```
yum install gcc gcc-c++
```
调试器：gdb （未安装使用以下命令安装）
```
yum install gdb
```

实验文件：example.c

int main()
{
    long a, b;
    a = 2;
    b = 15;

    long *pa, *pb;
    pa = &a;
    pb = &b;

    long t1 = *pa;
    *pa = *pb;
    *pb = t1;

    return t1 * 12;
}