Linux开发工具的使用 (gcc/g++

Linux开发工具的使用 (gcc/g++ | gdb)

一、gcc/g++

1.关于gcc/g++

2.gcc如何使用

gcc选项：

预处理：

编译:

汇编:

连接:

函数库是什么：

函数库分为动态库和静态库两种

二、调试器gdb

1.关于gdb

2. gdb的使用

gdb选项：

Linux是一个广泛用于开发的操作系统，提供了许多强大的工具和环境来支持开发者.

一、gcc/g++

1.关于gcc/g++

GCC（GNU Compiler Collection）是一个由GNU Project开发的编程语言编译器集合，包括C、C++、Objective-C、Fortran、Ada和Go等语言的编译器。其中，g++是GCC的C++编译器。

GCC/G++是一个开源的编译器，可在多种操作系统上运行，包括Linux、Windows和macOS等。它支持多种标准，包括C89、C99、C11、C++98、C++11、C++14和C++17等，能够编译符合这些标准的源代码。

GCC/G++具有强大的优化能力，能够生成高效的机器代码。它还提供了丰富的编译选项，可以根据需要进行调整以优化编译过程和生成的代码。

2.gcc如何使用

使用指令格式

gcc [ 选项 ] 要编译的文件 [ 选项 ] [ 目标文件 ]

gcc选项：

-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

-S 编译到汇编语言不进行汇编和链接

-c 编译到目标代码

-o 文件输出到文件

-static 此选项对生成的文件采用静态链接

-g 生成调试信息。 GNU 调试器可利用该信息。

-shared 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 .

-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

-w 不生成任何警告信息。

-Wall 生成所有警告信息

我们先编写一个简单程序

预处理：

预处理功能主要包括宏定义 , 文件包含 , 条件编译 , 去注释等。

预处理指令是以 # 号开头的代码行。

实例 : gcc –E code.c –o code.i

选项 “-E”, 该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程。

选项 “-o” 是指目标文件 ,“.i” 文件为已经过预处理的 C 原始程序

编译:

在这个阶段中 ,gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等 , 以确定代码的实际要做的工作 , 在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。

用户可以使用 “-S” 选项来进行查看 , 该选项只进行编译而不进行汇编 , 生成汇编代码。

实例 : gcc –S code.i –o code.s

汇编:

汇编阶段是把编译阶段生成的 “.s” 文件转成目标文件

读者在此可使用选项 “-c” 就可看到汇编代码已转化为 “.o” 的二进制目标代码了

实例 : gcc –c code.s –o code.o

连接:

在成功编译之后 , 就进入了链接阶段。

实例 : gcc code.o –o code

我们现编写一个makefile文件（前面文章有过介绍），便于生成可执行文件：

这样只是为了理解过程，但是实际上还是建议写成

code:code.c

gcc -o code code.c

这样使用起来才最为方便。

然后执行得到

函数库是什么：

我们的 C 程序中，并没有定义 “printf” 的函数实现 , 且在预编译中包含的 “stdio.h” 中也只有该函数的声明 , 而没有定义函数的实现, 那么 , 是在哪里实 “printf” 函数的呢 ?

系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中去了 , 在没有特别指定时 ,gcc 会到

系统默认的搜索路径 “/usr/lib” 下进行查找 , 也就是链接到 libc.so.6 库函数中去 , 这样就能实现函

数 “printf” 了 , 而这也就是链接的作用

函数库分为动态库和静态库两种

静态库是指编译链接时 , 把库文件的代码全部加入到可执行文件中 , 因此生成的文件比较大 , 但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为“.a”

动态库与之相反 , 在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中 , 而是在程序执行时由运行时链接文件加载库, 这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为 “.so”, 如前面所述的 libc.so.6 就是动态库。gcc 在编译时默认使用动态库。完成了链接之后 ,gcc 就可以生成可执行文件。

gcc 默认生成的二进制程序，是动态链接的，这点可以通过 file 命令验证。

二、调试器gdb

1.关于gdb

GDB（GNU Debugger）是一个由GNU Project开发的强大的调试器，用于调试C、C++等编程语言的程序。它可以在程序运行时检查变量的值、跟踪程序的执行流程、查看内存中的数据等，帮助开发人员找出程序中的错误和问题。

GDB支持多种操作系统，包括Linux、Windows和macOS等，可以用于调试本地程序和远程程序。它提供了丰富的调试功能，如设置断点、单步执行、查看变量值、回溯函数调用栈等，能够帮助开发人员快速定位和解决程序中的bug。

除了基本的调试功能，GDB还支持脚本编程，可以编写Python或者其他脚本语言来扩展和定制调试器的功能。这使得GDB成为了一个非常灵活和强大的调试工具，被广泛应用于各种类型的软件开发项目中。

2. gdb的使用

程序的发布方式有两种， debug 模式和 release 模式

Linux gcc/g++ 出来的二进制程序，默认是 release 模式

要使用 gdb 调试，必须在源代码生成二进制程序的时候 , 加上 - g 选项

gdb选项：

list ／ l 行号：显示 binFile 源代码，接着上次的位置往下列，每次列 10 行。

list ／ l 函数名：列出某个函数的源代码。

r 或 run ：运行程序。

n 或 next ：单条执行。

s 或 step ：进入函数调用

break(b) 行号：在某一行设置断点

break 函数名：在某个函数开头设置断点

info break ：查看断点信息。

finish ：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令

print(p) ：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数

p 变量：打印变量值。

set var ：修改变量的值

continue( 或 c) ：从当前位置开始连续而非单步执行程序

run( 或 r) ：从开始连续而非单步执行程序

delete breakpoints ：删除所有断点

delete breakpoints n ：删除序号为 n 的断点

disable breakpoints ：禁用断点

enable breakpoints ：启用断点

info( 或 i) breakpoints ：参看当前设置了哪些断点

display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值

undisplay ：取消对先前设置的那些变量的跟踪

until X 行号：跳至 X 行

breaktrace( 或 bt) ：查看各级函数调用及参数

info （ i) locals ：查看当前栈帧局部变量的值

quit ：退出 gdb

我们使用下段程序来使用一些基本功能：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int make_key(void);
int get_key_num(void);
int number(void);
int main(void)
{
int ret = make_key();
printf("make_key returns %d\n", ret);
exit(EXIT_SUCCESS);
}int make_key(void)
{int ret = get_key_num();return ret;
}int get_key_num(void)
{int ret = number();return ret;
}
int number(void)
{return 10;
}

使用命令编译并生成调试信息