ch3 - compiler tools

ch003-ctools.md

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+# Chapitre 3 — Outils et chaîne de compilation
+
+## 3.1 Compilateurs : rôle et implémentations
+
+Un compilateur transforme du code C en instructions exécutables par le processeur.  
+
+Le C est un langage compilé.  
+Cela signifie que le programme est transformé avant exécution.  
+
+### Compilateurs courants
+
+- GCC (GNU Compiler Collection)  
+- Clang (LLVM)  
+- MSVC (Microsoft Visual C)  
+
+Chaque compilateur :
+- implémente la norme C  
+- peut ajouter des extensions  
+- produit du code pour une architecture donnée  
+
+### Exemple
+
+```bash
+gcc main.c -o prog
+```
+
+---
+
+## 3.2 Étapes de la chaîne de compilation
+
+La compilation est une pipeline.
+
+### Étape 1 — Préprocesseur
+
+Traite :
+- #include  
+- #define  
+- #ifdef  
+
+---
+
+Exemple :
+
+```c
+#include <stdio.h>
+```
+
+Le contenu du fichier est copié dans le code.
+
+### Étape 2 — Compilation
+
+C → assembleur
+
+```bash
+gcc -S main.c
+```
+
+Produit :
+
+```
+main.s
+```
+
+### Étape 3 — Assemblage
+
+ASM → objet (.o)
+L’assembleur transforme le code assembleur en code machine.
+
+Produit :
+
+```
+main.o
+```
+
+
+### Étape 4 — Linking
+
+Objets → binaire final
+Le linker assemble tous les objets.
+Il résout les dépendances.
+
+---
+
+## 3.3 Assembleur utilisé selon la toolchain
+
+Le compilateur ne génère pas un assembleur universel.
+Il dépend de la toolchain.
+
+- **GCC** :  
+   - utilise GAS **(GNU assembler)**  
+   - syntaxe par défaut : **AT&T**  
+- **Clang/LLVM** :  
+   - utilise un **assembleur intégré LLVM**  
+   - peut aussi utiliser GAS  
+- **MSVC** :  
+   - utilise son backend interne  
+   - eut utiliser **MASM**  
+- **Android (NDK)** :  
+   - utilise **Clang + LLVM**  
+
+### Exemple GAS
+
+```asm
+movl $5, %eax
+```
+
+### Exemple Intel
+
+```asm
+mov eax, 5
+```
+
+Ces syntaxes ne sont pas compatibles directement.
+
+---
+
+## 3.4 Fichiers générés
+
+Chaque étape produit un fichier.
+
+### Source
+
+```
+main.c
+```
+
+### Assembleur
+
+```
+main.s
+```
+
+### Objet
+
+```
+main.o
+```
+
+### Exécutable
+
+```
+prog
+```
+
+### Exemple — compilation séparée
+
+```bash
+gcc -c main.c
+gcc main.o -o prog
+```
+
+---
+
+## 3.5 Warnings et erreurs
+
+Le compilateur analyse aussi le code.
+
+### Erreur
+
+Empêche la compilation.
+
+### Warning
+
+Indique un problème potentiel.
+
+### Exemple — variable non initialisée
+
+```c
+int main(void)
+{
+    int x;
+    return x;
+}
+```
+
+```bash
+gcc -Wall -Wextra -Werror main.c
+```
+
+---
+
+## 3.6 Options du compilateur
+
+Les options contrôlent le comportement.
+
+### Optimistion
+
+```bash
+gcc -O0 main.c
+gcc -O2 main.c
+gcc -O3 main.c
+```
+
+### Debug
+
+```bash
+gcc -g main.c
+```
+
+### Standard
+
+```bash
+gcc -std=c11 main.c
+```
+
+---
+
+## 3.7 Informations de debug
+
+Les informations de debug permettent :
+
+inspection mémoire
+suivi d’exécution
+
+### Exemple
+
+```bash
+gdb prog
+```
+
+---
+
+## 3.8 Compilation séparée
+
+Permet de compiler fichier par fichier.
+
+### Exemple
+
+```bash
+gcc -c a.c
+gcc -c b.c
+gcc a.o b.o -o prog
+```
+
+---
+
+## 3.9 Compilation croisée
+
+Compiler pour une autre architecture.
+
+### Exemple
+
+```bash
+arm-none-eabi-gcc main.c
+```
+
+---
+
+## 3.10 Linker
+
+Le linker combine les objets.
+
+Il :
+- fusionne les sections
+- résout les symboles
+- construit le binaire
+
+---
+
+## 3.11 Symboles
+
+Un symbole est un nom utilisé par le linker.
+
+#### Exemple
+
+```c
+void f(void)
+{
+}
+```
+
+➡ symbole f
+
+---
+
+Le linker associe :
+
+- déclaration
+- définition
+
+---
+
+## 3.12 Formats binaires
+
+### Le binaire final a un format.
+
+- ELF (Linux)  
+- PE (Windows)  
+- Mach-O (macOS)  
+
+
+### Contenu :
+- `.text` → code  
+- `.data` → données  
+- `.bss` → mémoire non initialisée  
+
+### Rôle du loader
+
+Le système :
+
+- charge le binaire
+- mappe les sections
+- résout les dépendances
+
+---
+
+## 3.13 ABI (introduction)
+
+L’ABI définit :
+
+- comment appeler une fonction
+- comment passer les arguments
+- comment organiser la mémoire
+
+### Exemple  
+
+Linux x86_64 :
+- rdi, rsi, rdx
+
+Windows x86_64 :
+- rcx, rdx, r8
+
+---
+
+Même CPU ≠ même ABI
+
+---
+
+## 3.14 Linker script
+
+Un linker script contrôle la disposition mémoire.
+
+### Exemple  
+
+```ld
+SECTIONS
+{
+    .text 0x1000 : { *(.text) }
+}
+```
+
+---
+
+Utilisation  
+- embarqué
+- systèmes bas niveau
+
+---
+
+## 3.15 Résumé
+
+- le C est compilé en code machine  
+- la compilation est une chaîne  
+- assembleur dépend de la toolchain  
+- linker construit le binaire  
+- format dépend du système  
+- ABI dépend de l’OS  
+