2019-2020-1 20175223 《信息安全系统设计基础》第1周学习总结

时间：2019-09-21 20:28:40 阅读：94 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

教材学习内容总结
教材学习中的问题和解决过程
[代码托管]
学习进度条
参考资料

教材学习内容总结

第一周要点：
- 要点1：vim编辑器的基本操作；
- 要点2：正则表达式基础；
- 要点3：Linux C编程基础：
  - 编译器GCC；
  - 调试器GDB；
  - Makefile。
- 要点4：教材第一章、第七章。
教材第一章 “计算机系统漫游” 要点：
- 要点1：信息就是位+上下文;
- 要点2：存储设备形成层次结构；
- 要点3：重要主题（概念）：
  - Amdahl 定律；
  - 并发和并行；
  - 抽象。
教材第七章 “链接” 要点：
- 要点1：静态链接两个主要任务：
  - 符号解析；
  - 重定位。
- 要点2：目标文件：
- 要点3：符号和符号表；
- 要点4：符号解析：
  - 链接器如何解析多重定义的全局符号；
  - （未完）

教材学习中的问题和解决过程

1. 生成二进制文件时命令错误。

根据PPT中:
技术分享图片
的命令出错。

在如下项目结构中：
技术分享图片
使用 gcc -c -I/include src/say_hello.c 命令出错。

src/say_hello.c:2:11: 致命错误：say_hello.h：没有那个文件或目录
    2 | # include "say_hello.h"
      |           ^~~~~~~~~~~~~
编译中断。

问题原因分析：
gcc命令格式出错，-I 应与 头文件所在目录 分离。
问题解决方案：

-I 与 头文件所在目录 分离，再将生成文件导出到 include 文件夹下，命令如下：

gcc -c -I include src/say_hello.c -o include/say_hello.o

可生成：

[yogile@yogile-pc gcc_test]$ tree
.
├── bin
├── include
│   ├── say_hello.h
│   └── say_hello.o
├── libs
├── makefile
├── Readme.md
└── src
    ├── main.c
    └── say_hello.c

4 directories, 6 files

2. 在最终链接时报错。

输入命令 gcc src/main.c -I include/ -L libs/ -o bin/main 报错。

[yogile@yogile-pc gcc_test]$ gcc src/main.c -I include/ -L libs/ -o bin/main
src/main.c: 在函数‘main’中:
src/main.c:5:2: 警告：隐式声明函数‘say_hello’ [-Wimplicit-function-declaration]
    5 |  say_hello();
      |  ^~~~~~~~~
/usr/bin/ld: /tmp/ccKSn7Vo.o: in function `main':
main.c:(.text+0xa): undefined reference to `say_hello'
collect2: 错误：ld 返回 1

问题原因分析：
发生"undefined reference to" 错误有多种原因(点击查看)。在这里是由于链接时缺失了二进制文件（say_hello.o）。
问题解决方案：

方法一：
将命令中最开始的 "src/main.c" 改为"src/*.c" ，直接将所有的源文件一起重新汇编成二进制文件，再一起编译。

gcc src/*.c -I include/ -L libs/ -o bin/main

方法二：
直接将缺少的二进制文件加入编译命令，在 src/main.c -I 中间添加 include/say_hello.o 。

[yogile@yogile-pc gcc_test]$ gcc src/*.c -I include/ -L libs/ -o bin/main
[yogile@yogile-pc gcc_test]$ bin/main 
hello word

3. 静态函数库、动态函数库命令编译步骤。

静态库

gcc -c -I include/ src/say_hello.c -o include/say_hello.o

ar rcvs libs/libsay_h.a include/say_hello.o
# 屏幕输出提示：r - include/say_hello.o

gcc src/*.c -I include/ -L libs/ -o bin/main

# 运行可执行文件即可：
[yogile@yogile-pc gcc_test]$ bin/main
hello word

动态库

gcc -fPIC -c -I include/ src/say_hello.c -o include_so/say_hello.o

gcc -shared -o include_so/libsay_h.so include_so/say_hello.o

gcc src/main.c include_so/say_hello.o -I include/ -L libs/ -o bin/main_so

# 运行可执行文件即可：
[yogile@yogile-pc gcc_test]$ bin/main_so 
hello word

创建的项目结构

项目结构


[yogile@yogile-pc gcc_test]$ tree
.
├── bin
│?? ├── main
│?? └── main_so
├── include
│?? ├── say_hello.h
│?? └── say_hello.o
├── include_so
│?? └── say_hello.o
├── libs
│?? ├── libsay_h.a
│?? └── libsay_h.so
├── makefile
├── Readme.md
└── src
    ├── main.c
    └── say_hello.c

5 directories, 11 files

4. 对链接器解析多重定义全局符号规则的疑惑。

强弱符号解析处理规则有三：

不允许多个同名的强符号；
若有一个强符号和多个弱符号同名，则则选择强符号；
若有多个弱符号同名，则任取一个。

疑惑1：对于规则2，若在 main.c 文件中，定义弱符号 x；在 module_2.c 文件中，定义强符号 x=3，在 main.c 中输出显示 x 为多少？
疑惑2：对于规则3，到底会选用哪个弱符号？

分析回答：

回答疑惑1：
对于规则2，无论强符号在哪个模块定义，在其他模块调用同名符号时，链接器都会选择该模块的强符号，测试如下。

测试1



main.c
# include <stdio.h>
# include "mod.h"

int x;

int main()
{
    printf("x_start = %d\n", x);
    x=1;
    mod_2();
    printf("x = %d\n", x);
    return 0;
}
module_2.c
# include <stdio.h>
# include "mod.h"

int x=3;

void mod_2()
{
    printf("    x_2 = %d\n", x);
}
编译运行结果为：
[yogile@yogile-pc 7.6.1]$ ./mod.out 
x_start = 3
    x_2 = 1
x = 1

回答疑惑2：
对于规则三，若都是弱符号（即：未初始化，编译时初值为0），根据资料，所谓“随机选定的”是指占用空间最大的，选定后不会更改，测试如下。

测试2



main.c
# include <stdio.h>
# include "mod.h"

int x;

int main()
{
    printf("x_start = %d\n", x);
    mod_2();
    x=1;
    mod_2();
    printf("x = %d\n", x);
    return 0;
}
module_2.c
# include <stdio.h>
# include "mod.h"

int x;

void mod_2()
{
    printf("    x_2 = %d\n", x);
}
编译运行结果为：
[yogile@yogile-pc 7.6.1]$ ./mod.out 
x_start = 0
    x_2 = 0
    x_2 = 1
x = 1