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本文将综合以下4篇文章，学习如何写出不依赖libc库的程序：

如果没有看上面4篇文章的，建议先按照顺序学习上述4篇文章，再来看这篇文章，不然有些地方会很突兀。

文章目录

1 本篇文章的目的

那么本篇文章的目的是什么呢？

• 我们想编写一个体积非常小的可执行程序。
• 通过makefile完成代码编译
• 运行后在屏幕上打印“D.T.SoftWare”

但凡是学习过C语言基础语法的人都能写出来这个程序 ，这不就是一个"hello word " 程序么？就像下面这样.

hello.c

#include 
   
    int main(){
   	printf("D.T.SoftWare\n");	return 0;}
   

我们编译上述hello.c，得到可执行程序hello，可以看出hello的大小是：

竟然有7135字节！！！这其实是因为虽然我们只写了个printf函数，但是实际上在编译链接的过程，链接器将一大堆库函数都与我们的hello程序进行链接，包括一些入口函数啊，进程初始化函数以及printf这个库函数等等，看起来只有一个printf库函数，但是实际上一与libc库进行链接，就会有一大堆东西（这些东西是啥吗，请参看上述四篇文章）。

所以，我们的目的，并不是简单的写出上面的hello.c程序。我们想写一个程序，进行编译链接后，体积达到最小？该如何做到？

我们的分析思路大概如下图：

• 我们知道main函数执行前还有一大堆的初始化函数需要调用，我们不依赖于libc库进行编译链接，以及编写自定义入口函数的链接脚本可以实现
• 不依赖libc库打印字符串的话，就直接进行系统调用，直接调用sys_write函数，而不是调用printf函数
• 直接调用sys_write函数的方法的话就是使用内嵌汇编语言进行调用

学过我上面篇文章的朋友就一定会发现上述的几点，都在那4篇文章中实现过。所以我们可以很轻松的进行代码的编写。

2 解决方案设计

上面已经给出了基本的程序设计思路，现在我们来给出更加具体的程序设计思路。

• 通过内嵌汇编自定义打印函数和退出函数（具体来说就是使用INT 0X80指令）
• 通过编写自定义的链接脚本来指定我们自己的入口函数（不依赖任何库和GCC的任何内置功能）
• 删除可执行程序的无用信息，比如无用的调试信息和段信息。这是通过链接脚本指定的

那么我们先来通过内嵌汇编设计一下打印函数和退出函数，这里要参考。

1. 打印函数print：

void print(const char* s, int l){
       asm volatile (        "movl $4, %%eax\n"     // sys_write系统函数相关        "movl $1, %%ebx\n"        "movl %0, %%ecx\n"        "movl %1, %%edx\n"        "int $0x80     \n"    //通过80H进行系统调用        :        : "r"(s), "r"(l)      // print的参数        : "eax", "ebx", "ecx", "edx"  // 保留列表    );}

上述打印函数在这篇文章中一讲非常详细。

2. 退出函数 exit

void exit(int code){
       asm volatile (        "movl $1, %%eax\n"   //sys_exit        "movl %0, %%ebx\n"        "int $0x80     \n"        :        : "r"(code)        //参数        : "eax", "ebx"    );}

上述退出函数也在这篇文章中一讲非常详细。

3. 链接脚本设计
   program.lds
   

上述链接脚本中已经注解的非常详细，当然，还是需要参考这篇文章先学习以下链接脚本的语法与概念最好。

那么上述程序设计基本上完成，下面我们给出完成的代码：

• program.c 源文件

void print(const char* s, int l);void exit(int code);void program(){
       print("D.T.Software\n", 13);    exit(0);}void print(const char* s, int l){
       asm volatile (        "movl $4, %%eax\n"        "movl $1, %%ebx\n"        "movl %0, %%ecx\n"        "movl %1, %%edx\n"        "int $0x80     \n"        :        : "r"(s), "r"(l)        : "eax", "ebx", "ecx", "edx"    );}void exit(int code){
       asm volatile (        "movl $1, %%eax\n"        "movl %0, %%ebx\n"        "int $0x80     \n"        :        : "r"(code)        : "eax", "ebx"    );}

• program.lds 链接脚本

ENTRY(program)SECTIONS{
       .text 0x08048000 + SIZEOF_HEADERS :    {
           *(.text)        *(.rodata)    }        /DISCARD/ :    {
           *(*)    }}

• 当然，为了编译方便，我还给出了makefile文件，方便我们程序的编译：

CC := gccLD := ldRM := rm -frTARGET := program.outSRC := $(TARGET:.out=.c)OBJ := $(TARGET:.out=.o)LDS := $(TARGET:.out=.lds).PHONY : rebuild clean all$(TARGET) : $(OBJ) $(LDS)	$(LD) -static -T $(LDS) -o $@ $<	@echo "Target File ==> $@"	$(OBJ) : $(SRC)	$(CC) -fno-builtin -o $@ -c $^	rebuild : clean allall : $(TARGET)clean :	$(RM) $(TARGET) $(OBJ)

上述makefile可能大多数人看不懂，这个无所谓，它只是一种类似于脚本语言的语言，辅助我们编译程序的，我们将上述三个文件：makefile program.lds program.c这三个文件放到linux系统下的同一个目录下，然后输入命令make即可完成代码的编译，生成可执行文件。

• 就像下面这样，我们队我们的程序进行编译

• 运行可执行程序 ./program.out

很明显，我们实现了我们最开始的功能。

• 我们看看我们写的这个可执行程序的大小：

  

• 上面的是hello的大小，下面的是我们自己的可执行程序的大小，只有582字节，远远小于hello的大小。这正是我们所希望看到的。

3 拓展

如果有详细看上述的makefile文件，我们会发现，在我们编译我们的源文件的时候，使用了静态链接。现在在这里介绍一些链接时的一些选项：

• ld 命令

  • GNU的链接器，将目标文件链接为可执行文件

• ld -static

  • 表示ld使用静态链接的方式来产生最终的可执行程序，而不是默认的动态链接。至于什么是静态链接什么是动态链接，后面肯定会有文章详细学习。

• gcc -fno-builtin

  • -fno-builtin 用于关闭GCC内部函数功能
  • GCC提供了很多内置函数（Built-in Function）,它会把一些常用的C库函数替换成编译器内置的函数，以达到优化程序的目的。在上述我们的makefile中就用到了这个选项，以防止编译器的优化

4、总结

• 对于资源受限制的嵌入式设备，需要考虑可执行程序的大小（当然目前各种设备内存都足够大，不必担心这一点）

• 通过在C/C++语言中内嵌汇编语言，可以避免使用库函数而直接使用系统函数

• 可以通过如下方式，来控制可执行程序的大小

  • 最小化库的使用（必要的时候，可以自己实现相关函数）
  • 自定义链接脚本，删除无用的段信息

本文参考狄泰软件学院相关课程

学习探讨加个人（可以免费帮忙下载CSDN资源）：

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