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Qemu中生成针对具体体系结构的纯净代码的方法---利用GCC的-E选项

 
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实验室正在研究一个叫做Qemu的项目,外国人写的初始代码。里面很多内容是我们不需要的,但是却参杂在我们关注的代码中。突然想到了一个编译命令-E ,它能够一下子就把那些不需要的代码过滤掉。

以前几次开会大家都抱怨这个东西干扰信息太多,导致代码分析的连贯性总是被打断,进度特别慢。现在用我发现的那个命令处理下后,代码量只有原来的1/5,并且过滤了所有无关信息。--这个世界清净了。

gcc -E -C -DTARGET_I386 cpu-exec.c >new_cpu-exec.c

-E表示只进行预处理

-C表示不删除注释信息

-D表示定义一个宏 -Dmymacro等价于在程序中添加了 #define mymacro

上面个命令的作用就是保留 #ifdef TARGET_I386 和 #endif之间的386代码,而去掉为sparc、arm等编写的代码。

这里需要提到一个小技巧。读者不妨写一个hello.c小程序:

#include <stdio.h>
void main()
{
int i =0;
return;
}

用gcc -E-C hello.c >output_hello.c来对其进行预处理,你会发现output_hello.c中不仅包含了你原来的代码(在最后面),而且前面还包含了stdio.h整个头文件内部的内容,以及stdio.h这个文件中include的其他头文件的内容(整个include的过程是递归的)。

为了避免头文件的干扰,我们不妨先将源码中的头文件用////注释掉,等进行预处理后,再将////都删除掉。具体做法可以利用replace命令来替换。#include 先替换成 ////#include,预处理后再////#include 替换成 #include。

在执行Qemu的预处理之前请务必弄清楚哪些宏是需要用-D进行预定义的,否则可能造成代码遗失。
具体如何做可以看看Qemu的Makefile,在我们选定一种结构的时候(比如为I386的机器生成可执行文件)肯定会有一系列的宏被激活。

最后,附上gcc的编译选项:

==================================================================

GCC中文手册

GCC现在是GNU中最主要和最流行的c & c++编译器. gcc/g++在执行编译工作的时候,总共需要以下几步:
1.预处理,生成.i的文件[预处理器cpp]
2.将预处理后的文件不转换成汇编语言,生成文件.s[编译器egcs]
3.有汇编变为目标代码(机器代码)生成.o的文件[汇编器as]
4.连接目标代码,生成可执行程序[链接器ld]

GCC能够处理的后缀有:
a:*.c *.C(C语言)
b:*.cxx *.cc (C++语言)
c:*.m(面向对象的C)
d:*.i (预处理后的C语言源文件)
e:*.ii (预处理后的C++语言源文件)
f:*.s *.S(汇编语言)
h:*.h (头文件)

目标文件可以是:
a. *.o 编译连接后的目标文件
b. *.a 库文件


[参数详解]
-x language filename
  设定文件所使用的语言,使后缀名无效,对以后的多个有效.也就是根据约定C语言的后
缀名称是.c的,而C++的后缀名是.C或者.cpp,如果你很个性,决定你的C代码文件的后缀
名是.pig 哈哈,那你就要用这个参数,这个参数对他后面的文件名都起作用,除非到了
下一个参数的使用。
  可以使用的参数有下面的这些
  `c', `objective-c', `c-header', `c++', `cpp-output', `assembler', and `assembler-with-cpp'.
  看到英文,应该可以理解的。
  例子用法:
  gcc -x c hello.pig
-x none filename
  关掉上一个选项,也就是让gcc根据文件名后缀,自动识别文件类型
  例子用法:
  gcc -x c hello.pig -x none hello2.c
-c
  只激活预处理,编译,和汇编,也就是他只把程序做成obj文件
  例子用法:
  gcc -c hello.c
  他将生成.o的obj文件
-S
  只激活预处理和编译,就是指把文件编译成为汇编代码。
  例子用法
  gcc -S hello.c
  他将生成.s的汇编代码,你可以用文本编辑器察看
-E
  只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里面.
  例子用法:
  gcc -E hello.c > pianoapan.txt
  gcc -E hello.c | more
  慢慢看吧,一个hello word 也要与处理成800行的代码
-o
  制定目标名称,缺省的时候,gcc 编译出来的文件是a.out,很难听,如果你和我有同感,改掉它,哈哈
  例子用法
  gcc -o hello.exe hello.c (哦,windows用习惯了)
  gcc -o hello.asm -S hello.c
-pipe
  使用管道代替编译中临时文件,在使用非gnu汇编工具的时候,可能有些问题
  gcc -pipe -o hello.exe hello.c
-ansi
  关闭gnu c中与ansi c不兼容的特性,激活ansi c的专有特性(包括禁止一些asm inline typeof关键字,以及UNIX,vax等预处理宏,
-fno-asm
  此选项实现ansi选项的功能的一部分,它禁止将asm,inline和typeof用作关键字。
-fno-strict-prototype
  只对g++起作用,使用这个选项,g++将对不带参数的函数,都认为是没有显式的对参数
的个数和类型说明,而不是没有参数.
  而gcc无论是否使用这个参数,都将对没有带参数的函数,认为城没有显式说明的类型

-fthis-is-varialble
  就是向传统c++看齐,可以使用this当一般变量使用.
-fcond-mismatch
  允许条件表达式的第二和第三参数类型不匹配,表达式的值将为void类型
-funsigned-char
-fno-signed-char
-fsigned-char
-fno-unsigned-char

  这四个参数是对char类型进行设置,决定将char类型设置成unsigned char(前两个参
数)或者 signed char(后两个参数)
-include file
  包含某个代码,简单来说,就是便以某个文件,需要另一个文件的时候,就可以用它设
定,功能就相当于在代码中使用#include<filename>
  例子用法:
  gcc hello.c -include /root/pianopan.h
-imacros file
  将file文件的宏,扩展到gcc/g++的输入文件,宏定义本身并不出现在输入文件中
-Dmacro
  相当于C语言中的#define macro
-Dmacro=defn
  相当于C语言中的#define macro=defn
-Umacro
  相当于C语言中的#undef macro
-undef
  取消对任何非标准宏的定义
-Idir
  在你是用#include"file"的时候,gcc/g++会先在当前目录查找你所制定的头文件,如
果没有找到,他回到缺省的头文件目录找,如果使用-I制定了目录,它会先在你所制定的目录查找,然后再按常规的顺序去找.
  对于#include<file>,gcc/g++会到-I制定的目录查找,查找不到,然后将到系统的缺省的头文件目录查找
-I-
  就是取消前一个参数的功能,所以一般在-Idir之后使用
-idirafter dir
  在-I的目录里面查找失败,讲到这个目录里面查找.
-iprefix prefix
-iwithprefix dir

  一般一起使用,当-I的目录查找失败,会到prefix+dir下查找   
-nostdinc
  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   
-nostdin C++
  规定不在g++指定的标准路经中搜索,但仍在其他路径中搜索,.此选项在创libg++库
使用
-C
  在预处理的时候,不删除注释信息,一般和-E使用,有时候分析程序,用这个很方便的
-M
  生成文件关联的信息。包含目标文件所依赖的所有源代码你可以用gcc -M hello.c 来测试一下,很简单。
-MM
  和上面的那个一样,但是它将忽略由#include<file>造成的依赖关系。
-MD
  和-M相同,但是输出将导入到.d的文件里面
-MMD
  和-MM相同,但是输出将导入到.d的文件里面
-Wa,option
  此选项传递option给汇编程序;如果option中间有逗号,就将option分成多个选项,然
后传递给会汇编程序
-Wl.option
  此选项传递option给连接程序;如果option中间有逗号,就将option分成多个选项,然
后传递给会连接程序.
-llibrary
  制定编译的时候使用的库
  例子用法
  gcc -lcurses hello.c
  使用ncurses库编译程序
-Ldir
  制定编译的时候,搜索库的路径。比如你自己的库,可以用它制定目录,不然
  编译器将只在标准库的目录找。这个dir就是目录的名称。
-O0
-O1
-O2
-O3
  编译器的优化选项的4个级别,-O0表示没有优化,-O1为缺省值,-O3优化级别最高    
-g
  只是编译器,在编译的时候,产生调试信息。
-gstabs
  此选项以stabs格式声称调试信息,但是不包括gdb调试信息.
-gstabs+
  此选项以stabs格式声称调试信息,并且包含仅供gdb使用的额外调试信息.
-ggdb
  此选项将尽可能的生成gdb的可以使用的调试信息.
-static
  此选项将禁止使用动态库,所以,编译出来的东西,一般都很大,也不需要什么
动态连接库,就可以运行.
-share
  此选项将尽量使用动态库,所以生成文件比较小,但是需要系统由动态库.
-traditional
  试图让编译器支持传统的C语言特性


运行 gcc/egcs
*****************************************运行 gcc/egcs*****************************************************
  GCC 是 GNU 的 C 和 C++ 编译器。实际上,GCC 能够编译三种语言:C、C++ 和 Object C(C 语言的一种面向对象扩展)。利用 gcc 命令可同时编译并连接 C 和 C++ 源程序。
  如果你有两个或少数几个 C 源文件,也可以方便地利用 GCC 编译、连接并生成可执行文件。例如,假设你有两个源文件 main.c 和 factorial.c 两个源文件,现在要编译生成一个计算阶乘的程序。
代码:
-----------------------
清单 factorial.c
-----------------------
int factorial (int n)
{
  if (n <= 1)
   return 1;
  else
   return factorial (n - 1) * n;
}
-----------------------
清单 main.c
-----------------------
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int factorial (int n);
int main (int argc, char **argv)
{
  int n;
  if (argc < 2)
  {
    printf ("Usage: %s n/n", argv [0]);
    return -1;
  }
  else
  {
   n = atoi (argv[1]);
   printf ("Factorial of %d is %d./n", n, factorial (n));
   }
  return 0;
}
-----------------------
利用如下的命令可编译生成可执行文件,并执行程序:
$ gcc -o factorial main.c factorial.c
$ ./factorial 5
Factorial of 5 is 120.
  GCC 可同时用来编译 C 程序和 C++ 程序。一般来说,C 编译器通过源文件的后缀名来判断是 C 程序还是 C++ 程序。在 Linux 中,C 源文件的后缀名为 .c,而 C++ 源文件的后缀名为 .C 或 .cpp。但是,gcc 命令只能编译 C++ 源文件,而不能自动和 C++ 程序使用的库连接。因此,通常使用 g++ 命令来完成 C++ 程序的编译和连接,该程序会自动调用 gcc 实现编译。假设我们有一个如下的 C++ 源文件(hello.C):
#include <iostream>
void main (void)
{
  cout << "Hello, world!" << endl;
}
则可以如下调用 g++ 命令编译、连接并生成可执行文件:
$ g++ -o hello hello.C
$ ./hello
Hello, world!

gcc 常用命令

**********************gcc/egcs 的主要选项***************************************************************
选项 解释
-ansi 只支持 ANSI 标准的 C 语法。这一选项将禁止 GNU C 的某些特色,例如 asm 或 typeof 关键词。
-c 只编译并生成目标文件。
-DMACRO 以字符串“1”定义 MACRO 宏。
-DMACRO=DEFN 以字符串“DEFN”定义 MACRO 宏。
-E 只运行C 预编译器。
-g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
-IDIRECTORY 指定额外的头文件搜索路径DIRECTORY。
-LDIRECTORY 指定额外的函数库搜索路径DIRECTORY。
-lLIBRARY 连接时搜索指定的函数库LIBRARY。
-m486 针对 486 进行代码优化。
-o FILE 生成指定的输出文件。用在生成可执行文件时。
-O0 不进行优化处理。
-O 或 -O1 优化生成代码。
-O2 进一步优化。
-O3 比 -O2 更进一步优化,包括 inline 函数。
-shared 生成共享目标文件。通常用在建立共享库时。
-static 禁止使用共享连接。
-UMACRO 取消对 MACRO 宏的定义。
-w 不生成任何警告信息。
-Wall 生成所有警告信息。

【手 册 来源】:http://blog.chinaunix.net/article.php?articleId=42935&blogId=8800

补充一些新内容。刚才(2008.3.1 02:35)将Qemu的makefile和configure分析执行了一下,执行config后得到的Makefile文件展开如下:
#MakefileforQEMU.
# comment this, and expand it in the following added code.
#includeconfig-host.mak


#addbyraywill
#Automaticallygeneratedbyconfigure-donotmodify
#Configuredwith:./configure--target-list=i386--disable-gfx-check
prefix
=/usr/local
bindir
=/usr/local/bin
mandir
=/usr/local/share/man
datadir
=/usr/local/share/qemu
docdir
=/usr/local/share/doc/qemu
MAKE
=make
INSTALL
=install
CC
=gcc
HAVE_GCC3_OPTIONS
=yes
HOST_CC
=gcc
AR
=ar
STRIP
=strip-s-R.comment-R.note
OS_CFLAGS
=
CFLAGS
=-Wall-O2-g-fno-strict-aliasing
LDFLAGS
=-g
EXESUF
=
ARCH
=i386
CONFIG_GDBSTUB
=yes
CONFIG_SLIRP
=yes
CONFIG_OSS
=yes
VERSION
=0.9.0
SRC_PATH
=/mnt/hgfs/LinuxShare/qemu-0.9.0
TARGET_DIRS
=i386
#endadd





.PHONY:allcleandistcleandviinfoinstallinstall-doctartarbin
speedtesttest2htmldviinfo

BASE_CFLAGS
=
BASE_LDFLAGS
=

BASE_CFLAGS
+=$(OS_CFLAGS)
ifeq
($(ARCH),sparc)
BASE_CFLAGS
+=-mcpu=ultrasparc
endif
CPPFLAGS
+=-I.-D_GNU_SOURCE-D_FILE_OFFSET_BITS=64-D_LARGEFILE_SOURCE
LIBS
=
TOOLS
=qemu-img$(EXESUF)
ifdefCONFIG_STATIC
BASE_LDFLAGS
+=-static
endif
ifdefBUILD_DOCS
DOCS
=qemu-doc.htmlqemu-tech.htmlqemu.1qemu-img.1
else
DOCS
=
endif

ifndefCONFIG_DARWIN
ifndefCONFIG_WIN32
ifndefCONFIG_SOLARIS
LIBS
+=-lrt
endif
endif
endif

all:
$(TOOLS)$(DOCS)recurse-all

subdir-%:dyngen
$(EXESUF)
$(MAKE)-C$(substsubdir-,,$@)all

recurse-all:
$(patsubst%,subdir-%,$(TARGET_DIRS))

qemu-img
$(EXESUF):qemu-img.ccutils.cblock.cblock-raw.cblock-cow.cblock-qcow.caes.cblock-vmdk.cblock-cloop.cblock-dmg.cblock-bochs.cblock-vpc.cblock-vvfat.cblock-qcow2.c
$(CC)-DQEMU_TOOL$(CFLAGS)$(CPPFLAGS)$(BASE_CFLAGS)$(LDFLAGS)$(BASE_LDFLAGS)-o$@$^-lz$(LIBS)

dyngen
$(EXESUF):dyngen.c
$(HOST_CC)$(CFLAGS)$(CPPFLAGS)$(BASE_CFLAGS)-o$@$^

clean:
#avoidoldbuildproblemsbyremovingpotentiallyincorrectoldfiles
rm-fconfig
.makconfig.hop-i386.hopc-i386.hgen-op-i386.hop-arm.hopc-arm.hgen-op-arm.h
rm-f*
.o*.a$(TOOLS)dyngen$(EXESUF)TAGS*.pod*~*/*~
$(MAKE)-Ctestsclean
fordin$(TARGET_DIRS);do
$(MAKE)-C$$d$@||exit1;
done

distclean:clean
rm-fconfig-host
.makconfig-host.h$(DOCS)
rm-fqemu-{doc
,tech}.{info,aux,cp,dvi,fn,info,ky,log,pg,toc,tp,vr}
fordin$(TARGET_DIRS);do
rm-rf
$$d||exit1;
done

KEYMAPS
=daen-gbetfrfr-chisltmodifiersnopt-brsv
ardeen-usfifr-behritlvnlplruth

commonde-chesfofr-cahujamknl-beptsltr

install-doc:
$(DOCS)
mkdir-p"$(DESTDIR)$(docdir)"
$(INSTALL)-m644qemu-doc.htmlqemu-tech.html"$(DESTDIR)$(docdir)"
ifndefCONFIG_WIN32
mkdir-p"$(DESTDIR)$(mandir)/man1"
$(INSTALL)qemu.1qemu-img.1"$(DESTDIR)$(mandir)/man1"
endif

install:all
$(if$(BUILD_DOCS),install-doc)
mkdir-p"$(DESTDIR)$(bindir)"
$(INSTALL)-m755-s$(TOOLS)"$(DESTDIR)$(bindir)"
mkdir-p"$(DESTDIR)$(datadir)"
forxinbios.binvgabios.binvgabios-cirrus.binppc_rom.bin
video
.xopenbios-sparc32linux_boot.binpxe-ne2k_pci.bin
pxe-rtl8139
.binpxe-pcnet.bin;do
$(INSTALL)-m644$(SRC_PATH)/pc-bios/$$x"$(DESTDIR)$(datadir)";
done
ifndefCONFIG_WIN32
mkdir-p"$(DESTDIR)$(datadir)/keymaps"
forxin$(KEYMAPS);do
$(INSTALL)-m644$(SRC_PATH)/keymaps/$$x"$(DESTDIR)$(datadir)/keymaps";
done
endif
fordin$(TARGET_DIRS);do
$(MAKE)-C$$d$@||exit1;
done

#varioustesttargets
testspeedtest2:all
$(MAKE)-Ctests$@

TAGS:
etags*
.[ch]tests/*.[ch]

cscope:
rm-f
./cscope.*
find.-name"*.[ch]"-print>./cscope.files
cscope-b

#documentation
%
.html:%.texi
texi2html-monolithic-number
$<

%
.info:%.texi
makeinfo
$<-o$@

%
.dvi:%.texi
texi2dvi
$<

qemu
.1:qemu-doc.texi
$(SRC_PATH)/texi2pod.pl$<qemu.pod
pod2man--section
=1--center=""--release=""qemu.pod>$@

qemu-img
.1:qemu-img.texi
$(SRC_PATH)/texi2pod.pl$<qemu-img.pod
pod2man--section
=1--center=""--release=""qemu-img.pod>$@

info:qemu-doc
.infoqemu-tech.info

dvi:qemu-doc
.dviqemu-tech.dvi

html:qemu-doc
.htmlqemu-tech.html

VERSION?
=$(shellcatVERSION)
FILE
=qemu-$(VERSION)

#tarrelease(use'make-ktar'onacheckoutedtree)
tar:
rm-rf
/tmp/$(FILE)
cp-r
./tmp/$(FILE)
(cd/tmp;tarzcvf~/$(FILE).tar.gz$(FILE)--excludeCVS)
rm-rf
/tmp/$(FILE)

#generateabinarydistribution
tarbin:
(cd/;tarzcvf~/qemu-$(VERSION)-i386.tar.gz
$(bindir)/qemu
$(bindir)/qemu-system-ppc
$(bindir)/qemu-system-sparc
$(bindir)/qemu-system-x86_64
$(bindir)/qemu-system-mips
$(bindir)/qemu-system-mipsel
$(bindir)/qemu-system-arm
$(bindir)/qemu-i386
$(bindir)/qemu-arm
$(bindir)/qemu-armeb
$(bindir)/qemu-sparc
$(bindir)/qemu-ppc
$(bindir)/qemu-mips
$(bindir)/qemu-mipsel
$(bindir)/qemu-img
$(datadir)/bios.bin
$(datadir)/vgabios.bin
$(datadir)/vgabios-cirrus.bin
$(datadir)/ppc_rom.bin
$(datadir)/video.x
$(datadir)/openbios-sparc32
$(datadir)/linux_boot.bin
$(datadir)/pxe-ne2k_pci.bin
$(datadir)/pxe-rtl8139.bin
$(datadir)/pxe-pcnet.bin
$(docdir)/qemu-doc.html
$(docdir)/qemu-tech.html
$(mandir)/man1/qemu.1$(mandir)/man1/qemu-img.1)

ifneq
($(wildcard.depend),)
include
.depend
endif

上面的代码如果还看不出什么端倪,下面的代码则说明问题了:

/*
Config.h
Automaticallygeneratedbyconfigure-donotmodify
*/
#include"../config-host.h"
#defineCONFIG_QEMU_PREFIX"/usr/gnemul/qemu-i386"
#defineTARGET_ARCH"i386"
#defineTARGET_I3861
/*
Config-host.h
Automaticallygeneratedbyconfigure-donotmodify
*/
#define CONFIG_QEMU_SHAREDIR "/usr/local/share/qemu"
#define HOST_I386 1
#define HOST_LONG_BITS 32
#define HAVE_BYTESWAP_H 1
#define CONFIG_GDBSTUB 1
#define CONFIG_SLIRP 1
#define CONFIG_OSS 1
#define QEMU_VERSION "0.9.0"
#define CONFIG_UNAME_RELEASE ""
这端代码是通过./configure命令生成的,它将TARGET相关的编译参数都定义了。也就是说……哈哈~~Good Luck~~
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