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GCC编译器和GDB调试器

GCC编译器和GDB调试器

作者: 世界上的一道风 | 来源:发表于2019-08-03 20:29 被阅读0次

    GNU、GCC、GDB

    • GNU:
      GNU的全称是“Gnu's Not Unix”.
      GNU计划,又称革奴计划,是由Richard Stallman在1983年9月27日公开发起的。它的目标是创建一套完全自由的操作系统。Richard Stallman最早是在net.unix-wizards新闻组上公布该消息,并附带一份《GNU宣言》等解释为何发起该计划的文章,其中一个理由就是要“重现当年软件界合作互助的团结精神”。

    • GCC:
      全称为GNU Compiler Collection.
      GCC是GNU公社的一个项目。是一个用于编程开发的自由编译器。最初,GCC只是一个C语言编译器,他是GNU C Compiler 的英文缩写。随着众多自由开发者的加入和GCC自身的发展,如今的GCC以经是一个包含众多语言的编译器了。其中包括 C,C++,Ada,Object C和Java等。所以,GCC也由原来的GNU C Compiler变为GNU Compiler Collection

    • GDB:
      GDB 的全称是GNU Debuger.
      是linux 底下的一种免费的debug 程式.随然介面不像SoftIce 那么好,但是功能也绝对强大.


    后缀含义

    文件后缀 + 说明
    
    .c
    C语言源文件
    
    .a
    有目标文件构成的档案库文件
    
    .C  .cc .cxx  .cpp
    C++源程序
    
    .h
    源程序包含的头文件
    
    .i
    经过预处理的C程序
    
    .ii
    经过预处理的C++程序
    
    .m
    Objective-C源程序
    
    .o
    变异后的目标文件(二进制文件,但未链接,不能直接执行)
    
    .s
    汇编语言的程序
    
    .S
    经过预处理的汇编程序
    

    GCC编译器

    • GCC编译器的流程
      从源代码文件,到可执行文件需要四个过程:
      1. 预处理(Pre-Processing)
      2. 编译 (Compiling)
      3. 汇编(Assembling)
      4. 链接(Linking)

    • 查看GCC的版本 :gcc -v

      image.png
    • GCC编译选项
      编译c代码的Linux Shell: $ gcc [option | filename] ...
      编译c++代码的Linux Shell: $ g++ [option | filename] ...

    • GCC编译流程的各项参数

      • 预处理阶段(增加的这部分内容比如包含的头文件之类的预处理内容)
        $ gcc -E hello.c -o hello.i
      • 编译阶段(处理完成的文件类型认识text)
        $ gcc -S hello.i -o hello.s
      • 汇编阶段(生成的文件已经是一个二进制文件了,同时这个二进制文件不具备可执行的权限)
        $ gcc -c hello.s -o hello.o
      • 链接阶段(链接完后,会生成一个可执行文件,通过file指令也能看到executable的标识)
        $ gcc hello.o -o hello

    GCC常用编译选项说明

    • -c选项:$ gcc -c test.c
      仅把源程序编译为目标代码并不做链接的工作, 所以采用该选项的编译指令不会生成最终的可执行程序,而是生成一个与源程序文件名相同的.o为后缀的目标文件

    • I <dir>选项: $ gcc -I /home/inclue -o test test.c
      依赖库选项,指定库以及头文件的路径
      这个选项可以向gcc的头文件索索路径中添加新的目录<dir>
      比如对于头文件不在同一个目录下的情况直接编译会报错,那么就需要I选项来指定头文件目录

    • L <dir>选项 : $ gcc test.c -L /home/username/lib -lapp -o test
      用来制定所依赖的库所在的路径。如果使用了不在标准位置的库/usr/lib/,那么可以通过这个选项,向gcc的库文件搜索路径中添加新的目录.

    • -o选项: $ gcc test.c -o test
      默认情况下,没有该选项,刚才吹在当前目录下生成一个a.out的可执行程序。该指令可以指定生成的可执行文件的名称

    *-O 选项
    gcc对源代码编译时进行优化,这些优化在大多数情况下都会是程序执行更快

    • -O2 选项
      gcc会产生尽可能小和尽可能快的代码。
      该选项的编译速度比-O慢,但通常产生的代码执行的速度会更快。
    • -Wall
      显示所有的警告信息
    • -g
      生成调试信息,GNU调试器可以利用该信息。gcc编译器使用该选项进行编译时,将调试信息加入目标文件当中,这样GDB调试器就可以根据这些调试信息来跟踪程序的执行状态

    • -pg
      编译完成后,,额外产生一个性能分析所需的信息

    • 编译多个头文件和源文件:

    • 方法一:分步处理

      • c1.c生成目标文件c1.o
        $ gcc -c c1.c -o c1.o
      • c2.c生成目标文件c2.o
        $ gcc -c c2.c -o c2.o
      • 由两个目标文件生成程序
        $ gcc c1.o c2.o -o m1
    • 方法二:同时处理

      • 直接使用源代码来编译
        gcc c1.c c2.c -o m2

    GCC编译的函数库

    函数库分为静态库和动态库两种。
    静态库,指编译链接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件中,因此生成的文件较大,但运行时就不需要其他的库文件了。后缀一般为.a
    动态库,与静态库相反,在编译链接时没有把库文件的代码加入到可执行文件中去,而是在程序执行时链接文件加载库,这样可以节省系统的开销。动态库的后缀一般为.so

    项目          Linux          Windows
    目标模块    func.o           FUNC.obj
    静态库 lib.a                 LIB.lib
    动态库 lib.so                LIB.dll
    程序     Program                 Program.exe
    
    • 如何编译一个动态库
    • 如何编译一个静态库

    GDB调试

    • 语法$ gdb [参数] filename

      • -symbols = file
        • -s file:读出文件(file)的所有符号
      • -core
        • -c :这里的core是程序非法执行后的core dump后产生的文件
      • -directory
        • -d:加入一个源文件的搜索路径。默认搜索路径是环境变量中PATH所定义的路径
      • quiet
        • q:使用该参数不显示gdb的介绍和版权信息等
    • gdb命令:

    file:指定要调试的可执行程序
    kill:终止正在调试的可执行程序
    next:执行一行源代码,但不进入函数内部
    list:部分列出源代码
    step:执行一行源代码,并不进入函数内部
    quit:结束gdb调试任务
    watch:可以检查一个变量的值,而不管他何时被改变
    print:打印表达式的值到标准输出
    break N:在指定的第N行源代码设置断点
    break funcname
    break filename:linenum
    break filename:funcname
    info break:显示当前的断点清单,包括到达断点处的次数等
    info files:显示被调试的详细信息
    info func:显示所有的函数名
    info local:显示当函数中的局部变量的信息
    info prog:显示被调试程序的执行状态
    info var:显示所有的全局和静态变量的名称
    make:在不退出gdb的情况下运行make工具
    shell:在不退出gdb的情况下运行shell命令
    continue:继续执行正在调试的程序
    
    • 用core文件来调试代码
    • core文件是UNIX/Linux通用的出错内存印象文件。Linux默认情况下不生成corefile,需要在~/.bashrc文件中添加ulimit -c unlimited,并使之生效。
      • gdb 可执行文件 core文件

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